Question

從如圖表中獲得有用的信息是化學學習和研究的重要能力．
（1）如圖1是在一定條件下，反應：CH₄（g）+CO₂（g）?2CO（g）+2H₂（g）的實驗曲線．
①圖中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同壓強，則壓強大小的排列順序為

 

．該反應的△H

 

0（選填“＞”、“＜”、“=”）．
②壓強為 P₄時，在 Y 點：υ（正）

 

υ（逆）．（選填“＞”、“＜”、“=”）；
③壓強為P₄時，密閉容器中CH₄和CO₂的起始濃度均為0.10mol?L^-1，則1100℃時該反應的化學平衡常數為

 

（保留三位有效數字）．
（2）溫度與HCl壓強對MgCl₂?6H₂O受熱分解產物的影響如圖2所示，下列說法正確的是

 

A．溫度低于100℃，MgCl₂?6H₂O不會發(fā)生分解B．要得到MgO溫度至少需要加熱至600℃
C．要得到無水MgCl₂只要控制溫度，不一定要在HCl氣體中
D．在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應為MgCl₂?6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O
（3）X-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質是否存在．Al-LiBH₄是新型產氫復合材料，常溫下可以與H₂O反應生成H₂．圖3是含LiBH₄為25%時Al-LiBH₄復合材料的X-射線衍射圖譜，圖4是該復合材料在25℃（圖譜a）和75℃（圖譜b）時與水反應后殘留固體物質的X-射線衍射圖譜．據圖分析，25℃時Al-LiBH₄復合材料中與水完全反應的物質是

 

（填化學式），25℃和75℃時產物中不相同的物質是

 

 （填化學式）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡建立的過程,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）①由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據此結合方程式判斷壓強對平衡移動的影響進行解答；壓強一定時，溫度越高甲烷的轉化率越大，升高溫度平衡向正反應進行，據此判斷；
②由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，到達平衡X點時甲烷的轉化率為80%，Y點甲烷的轉化率小于80%，反應向正反應進行，據此判斷；
③由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，到達平衡X點時甲烷的轉化率為80%，據此計算甲烷的濃度變化量，利用三段式計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數表達式計算該溫度下的平衡常數；
（2）A、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂?6H₂O不會發(fā)生分解；
B、由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂?6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉變成MgO；
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氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應為MgCl₂?6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O；
（3）如圖無LiBH₄，說明與水完全反應；根據圖象對比分析25℃和75℃時產物中不相同的物質．

解答： 解：（1）①由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），該反應正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強平衡向逆反應進行，甲烷的轉化率降低，故壓強P₄＞P₃＞P₂＞P₁；壓強一定時，溫度越高甲烷的轉化率越大，升高溫度平衡向正反應進行，故正反應為吸熱反應，即△H＞0，
故答案為：P₄＞P₃＞P₂＞P₁；＞；
②由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，到達平衡X點時甲烷的轉化率為80%，Y點甲烷的轉化率小于80%，反應向正反應進行，故在Y點：v（正）＞v（逆），
故答案為：＞；
③由圖可知，壓強為P₄、1100℃的條件下，達到平衡X點時甲烷的轉化率為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k=

0.16 2×0.16 2

0.02×0.02

=1.64，故答案為：1.64；
（2）A、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂?6H₂O不會發(fā)生分解，故A正確；
B、由圖可知P（HCl）_g=0.25MPa，溫度從300℃升高到500℃時MgCl₂?6H₂O晶體由Mg（OH）Cl轉變成MgO，故B錯誤；
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，則應通入HCl，而增大P（HCl）_g，抑制鎂離子的水解，故C錯誤；
D、由圖可知在HCl氣體壓強為0.25×10⁶Pa時，溫度由室溫升高至300℃，發(fā)生的反應為MgCl₂?6H₂O═Mg（OH）Cl+HCl+5H₂O，故D正確；
故選：AD；
（3）如圖無LiBH₄，說明與水完全反應；由圖象25℃和75℃時產物對比中不相同的物質為[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂，
故答案為：LiBH₄；[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂．

點評：本題考查化學平衡圖象、影響化學平衡的因素、化學平衡常數以及圖表信息的提取等，難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答，培養(yǎng)學生根據圖象提取信息的能力．