Question

面對能源與環(huán)境等問題，

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)。請回答下列問題：

Ⅰ、氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

已知：

（1）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。與反應(yīng)生成CO₂(g)和的熱化學(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，陰、陽極均為惰性電極)。電解時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為                         。

（3）是一種儲氫合金。350℃時(shí)，與反　　　

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）。則與反應(yīng)的化學(xué)

方程式為            　　　                  。

Ⅱ、碘鎢燈具有使用壽命長、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)：。為模擬該反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確稱取0.508 g碘、0.6992 g金屬鎢放置于50.0 mL密閉容器中，在一定溫度下反應(yīng)。如圖是混合氣體中的蒸氣的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，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0.508 g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0.002 mol W、0.000 6 mol I₂、0.0054 mol 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

【知識點(diǎn)】蓋斯定律、電化學(xué)原理、化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【答案解析】（1）CH₄(g)+2H₂O(g)== CO₂(g)+4H₂(g)△H=+165.0kJ·mol^－1（2分）

　 （2）CO(NH₂)₂+8OH^－－6e^－₌₌₌CO+N₂↑+6H₂O（2分）

�。�3）2Mg₂Cu+3H₂MgCu₂+3MgH₂（2分）

　（4）放熱（2分）　　9（2分）�。�5）不變（2分）　　�。�6）不移動(dòng)（2分）

 解析：：（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，

（2）由陽極排出液中含有大量的碳酸鹽成份，尿素在陽極參與反應(yīng)，則陽極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-═CO₃^2-+N₂↑+6H₂O；

（3）令金屬氫化物為RH_x，金屬R的相對分子質(zhì)量為a，則x/(a+x)=0.77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+3H₂MgCu₂+3MgH₂；

（4）升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)；升高溫度時(shí)，WI₂的物質(zhì)的量減少，所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)開始時(shí)，碘的物質(zhì)的量為n=0.508g÷254g/mol＝0.002mol，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成WI₂，需要碘1.80×10^-3mol參加反應(yīng)，剩余碘0.0002mol，所以平衡時(shí)，c（WI₂）=1.80×10⁻³mol÷0.05L=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=0.0002mol÷0.05L=0.004mol/L，K=0.036mol/L÷0.004mol/l=9

（5）該反應(yīng)是等體反應(yīng)，假設(shè)兩個(gè)相同的容器達(dá)平衡時(shí)百分含量相等，溫度不變壓入同一容器中，增大壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，故反應(yīng)混合氣體中I₂的百分含量不變。

（6）綜上，原平衡時(shí)，c（WI₂）=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=0.004mol/L，溫度不變，向該容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I₂、0.0054 mol WI₂，則c（WI₂）=0.144mol/L，c（I₂）=0.016mol/L，Qc=0.144mol/L÷0.016mol/L=9，故平衡不移動(dòng)。

【思路點(diǎn)撥】本題考查蓋斯定律、原電池的工作原理，學(xué)生應(yīng)學(xué)會利用習(xí)題中的信息結(jié)合所學(xué)的知識來解答，掌握平衡常數(shù)、平衡移動(dòng)的影響因素，注意對高考熱點(diǎn)的訓(xùn)練。