Question

面對(duì)能源與環(huán)境等問(wèn)題，全球大力發(fā)展新能源的同時(shí)，還倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
Ⅰ、氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲(chǔ)存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)．
已知：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂O（g）△H=+206.2kJ?mol^-1
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ?mol^-1
（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法．CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO₂（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為

 

．
（2）電解尿素CO（NH₂）₂的堿性溶液制氫的裝置如圖所示（電解池中隔膜僅阻止氣體通過(guò)，陰、陽(yáng)極均為惰性電極）．電解時(shí)，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為

 

．
（3）Mg₂Cu是一種儲(chǔ)氫合金．350℃時(shí)，Mg₂Cu與H₂反應(yīng)，生成MgCu₂和僅含一種金屬元素的氫化物（其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077）．則Mg₂Cu與H₂反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
Ⅱ、碘鎢燈具有使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)．一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生可逆反應(yīng)：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．為模擬該反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確稱取0.508g碘、0.6992g金屬鎢放置于50.0mL密閉容器中，在一定溫度下反應(yīng)．如圖是混合氣體中的WI₂蒸氣的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象[n（WI₂）-t]，其中曲線I（0～t₂時(shí)間段）的反應(yīng)溫度為450℃，曲線Ⅱ（從t₂時(shí)刻開(kāi)始）的反應(yīng)溫度為530℃．

（4）該反應(yīng)是

 

（填寫“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)．在450℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
（5）若保持450℃溫度不變，向該容器中再加入0.508g碘，當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合氣體中I₂的百分含量

 

（填“變大”、“不變”或“變小”）．
（6）若保持450℃溫度不變，向該容器中再加入0.002mol W、0.000 6mol I₂、0.0054mol WI₂，則化學(xué)平衡

 

 （填“正向移動(dòng)”、“不移動(dòng)”或“逆向移動(dòng)”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）根據(jù)已知的反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng)，利用蓋斯定律來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱，并書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（2）由陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，則尿素在陽(yáng)極參與反應(yīng)，N元素的化合價(jià)升高，以此來(lái)書寫電極反應(yīng)；利用總反應(yīng)來(lái)分析尿素與KOH的關(guān)系來(lái)解答；
（3）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，x為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂；
（4）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響；據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念，和三行式求平衡常數(shù)；
（5）相等增大壓強(qiáng)，兩邊的計(jì)量數(shù)相等，平衡不移動(dòng)；
（6）比較濃度商與平衡常數(shù)的大小關(guān)系．

解答： 解：（1）①CH₄（g）+H₂O（g）═CO （g）+3H₂（g）△H=+206.2kJ?mol^-1，
②CH₄（g）+CO₂（g）═2CO （g）+2H₂（g）△H=+247.4kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知，①×2-②可得CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g），
其反應(yīng)熱△H=（+206.2kJ?mol^-1）×2-（+247.4kJ?mol^-1）=+165.0 kJ?mol^-1，
即熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+2H₂O（g）═CO₂（g）+4H₂（g）△H=+165.0 kJ?mol^-1；
（2）由陽(yáng)極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，尿素在陽(yáng)極參與反應(yīng)，則陽(yáng)極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；
（3）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對(duì)分子質(zhì)量為a，則

x

a+x

=0.077，即923x=77a，x為金屬的化合價(jià)，討論可得x=2，a=24，故該金屬氫化物為MgH₂，故反應(yīng)方程式為2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂，
故答案為：2Mg₂Cu+3H₂

△   .

MgCu₂+3MgH₂；
（4）化學(xué)平衡常數(shù)的大小只與溫度有關(guān)，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，由表可知：升高溫度，WI₂的物質(zhì)的量減少，說(shuō)明化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，因此正反應(yīng)方向放熱，W（s）+I₂（g）?WI₂（g），
初起量：0.002      0
變化量：1.80×10^-3  1.80×10^-3
平衡量：0.2×10^-3   1.80×10^-3
所以K=

1.80×10-3

0.2×10-3

=9，故答案為：放熱；9；
（5）相等增大壓強(qiáng)，兩邊的計(jì)量數(shù)相等，平衡不移動(dòng)，所以百分含量相等，故答案為：不變；
（6）Qc=

0.0054mol

0.000 6mol

=9=K，平衡不移動(dòng)，故答案為：不移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查蓋斯定律、原電池的工作原理、溫度對(duì)化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的影響以及平衡的判斷，難度不大，考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力．