Question

7．從圖表中獲得有用的信息是化學(xué)學(xué)習(xí)和研究的重要能力．

（1）圖1是在一定條件下，反應(yīng)：CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）的實(shí)驗(yàn)曲線．
①圖1中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同壓強(qiáng)，壓強(qiáng)最小的是P₁．該反應(yīng)的△H＞0（選填“＞”、“＜”或“=”）．
②壓強(qiáng)為 P₄時(shí)，在 Y 點(diǎn)：υ（正）＞υ（逆）．（選填“＞”、“＜”或“=”）；
③壓強(qiáng)為P₄時(shí)，密閉容器中CH₄和CO₂的起始濃度均為0.10mol•L^-1，則1100℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為1.64（保留三位有效數(shù)字）．
（2）溫度與HCl壓強(qiáng)對(duì)MgCl₂•6H₂O受熱分解產(chǎn)物的影響如圖2所示，下列說法正確的是bd（填字母）
a．要得到MgO，至少需要加熱至600℃
b．溫度低于100℃，P（HCl）小于1.00×10⁶Pa時(shí)，MgCl₂•6H₂O不會(huì)發(fā)生分解
c．要得到無水MgCl₂，只要控制溫度，不一定要在HCl氣體中
d．在P（HCl）為0.25×10⁶Pa時(shí)，由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl↑+5H₂O↑
（3）X-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在．Al-LiBH₄是新型產(chǎn)氫復(fù)合材料，常溫下可以與H₂O反應(yīng)生成H₂．圖3是含LiBH₄為25%時(shí)Al-LiBH₄復(fù)合材料的X^-射線衍射圖譜，圖4是該復(fù)合材料在25℃和75℃時(shí)與水反應(yīng)后殘留固體物質(zhì)的X^-射線衍射圖譜．據(jù)圖分析，25℃時(shí)Al-LiBH₄復(fù)合材料中與水完全反應(yīng)的物質(zhì)是LiBH₄（填化學(xué)式），25℃的反應(yīng)物比75℃反應(yīng)物多的物質(zhì)是[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂ （填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據(jù)此結(jié)合方程式判斷壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響進(jìn)行解答；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，據(jù)此判斷；
②由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，Y點(diǎn)甲烷的轉(zhuǎn)化率小于80%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，據(jù)此判斷；
③由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，據(jù)此計(jì)算甲烷的濃度變化量，利用三段式計(jì)算平衡時(shí)各組分的平衡濃度，代入平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)；
（2）a、由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時(shí)MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉(zhuǎn)變成MgO；
b、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會(huì)發(fā)生分解；
c、加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應(yīng)通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解；
d、由圖可知在HCl氣體壓強(qiáng)為0.25×10⁶Pa時(shí)，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O；
（3）如圖無LiBH₄，說明與水完全反應(yīng)；根據(jù)圖象對(duì)比分析25℃和75℃時(shí)產(chǎn)物中不相同的物質(zhì)．

解答 解：（1）①由圖可知，溫度一定時(shí)，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故壓強(qiáng)P₄＞P₃＞P₂＞P₁；壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)化率越大，升高溫度平衡向正反應(yīng)進(jìn)行，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0，
故答案為：P₁；＞；
②由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，到達(dá)平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，Y點(diǎn)甲烷的轉(zhuǎn)化率小于80%，反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行，故在Y點(diǎn)：v（正）＞v（逆），
故答案為：＞；
③由圖可知，壓強(qiáng)為P₄、1100℃的條件下，達(dá)到平衡X點(diǎn)時(shí)甲烷的轉(zhuǎn)化率為80%，甲烷的濃度變化量為0.1mol/L×80%=0.08mol/L，則：
               CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g），
開始（mol/L）：0.1      0.1      0        0
變化（mol/L）：0.08     0.08     0.16     0.16 
平衡（mol/L）：0.02     0.02     0.16     0.16
故該溫度下平衡常數(shù)k=$\frac{0.1{6}^{2}×0.1{6}^{2}}{0.02×0.02}$=1.64，故答案為：1.64；
（2）a、由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時(shí)MgCl₂•6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉(zhuǎn)變成MgO，故a錯(cuò)誤；
b、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會(huì)發(fā)生分解，故b正確；
c、加熱MgCl₂•6H₂O晶體，P（HCl）_g較小，鎂離子水解生成氫氧化鎂，得不到氯化鎂，若要得到無水氯化鎂，則應(yīng)通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解，故c錯(cuò)誤；
d、由圖可知在HCl氣體壓強(qiáng)為0.25×10⁶Pa時(shí)，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應(yīng)為MgCl₂•6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O，故d正確；
故選：bd；
（3）如圖無LiBH₄，說明與水完全反應(yīng)；由圖象25℃和75℃時(shí)產(chǎn)物對(duì)比中不相同的物質(zhì)為[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂，
故答案為：LiBH₄；[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡圖象、影響化學(xué)平衡的因素、化學(xué)平衡常數(shù)以及圖表信息的提取等，題目難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)圖象提取信息的能力．