Question

【題目】在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度如下表：

溫度	CH4(g)	H2O(g)	CO(g)	H2(g)
500K	0.8mol/L	0.8mol/L	0.2mol/L	0.6mol/L
800K	0.6mol/L	0.6mol/L	0.4mol/L	1.2mol/L
1000K	0.4mol/L	0.4mol/L	0.6mol/L	1.8mol/L

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______________，正反應(yīng)為_________反應(yīng)（填放熱、吸熱）。

(2)能判斷該反應(yīng)是否已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________

a．容器壓強(qiáng)不變 b．c(CH4)=c(H2O)

c．v正(CH4)=v逆(H2) d ．混合氣體中c(CO)不變

氮化鋁是共價(jià)鍵化合物，高碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為（未配平）：

Al2O3(s)+C(s)+N2(g)→AlN(s)+CO(g) ……①

某氮化鋁樣品中含有氧化鋁雜質(zhì)．已知氮化鋁和NaOH溶液能反應(yīng)，并產(chǎn)生氨氣，其反應(yīng)方程式為：AlN+NaOH+H2O→NaAlO2+NH3↑……②，

氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而全部溶解……③

(3)配平化學(xué)化學(xué)方程式①：___Al2O3(s)+ C(s)+ N2(g)→ AlN(s)+ CO(g)

(4)反應(yīng)②中產(chǎn)生氣體的檢驗(yàn)方法為____________________________________________；

反應(yīng)③的離子方程式___________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 c(CO)c(H2)3/c(CH4)c(H2O) 吸熱 ad 1Al2O3(s)+3C(s)+1N2(g)→2AlN(s)+3CO(g) 濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)證明有氨氣(或用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產(chǎn)生白煙，證明有氨氣） Al2O3 + 2OH–=2AlO2– +H2O

【解析】（1）本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算以及影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素，根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K=c3(H2)×c(CO)/[c(CH4)×c(H2O)]，當(dāng)溫度等于500K時(shí)，K=0.63×0.2/0.82=0.0675，800K時(shí)，K=1.23×0.4/0.62=1.92，溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明溫度升高，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)；（2）a、反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，因此當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故a正確；b、CH4和H2O的系數(shù)相等，開始時(shí)如果充入的CO2和H2O的量相同，則反應(yīng)任何時(shí)刻兩者濃度都相等，因此c(CH4)=c(H2O)時(shí)不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故b錯(cuò)誤；c、用不同物質(zhì)的反應(yīng)速率判斷達(dá)到平衡，要求反應(yīng)方向一正一逆，且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即3v正(CH4)=v逆(H2) ，故c錯(cuò)誤；d、根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的定義，當(dāng)組分的濃度不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，故d正確；（3）根據(jù)反應(yīng)方程式，C的化合價(jià)由0價(jià)→＋2價(jià)，化合價(jià)升高2價(jià)，N的化合價(jià)降低，由0價(jià)→－3價(jià)，N2整體化合價(jià)降低6價(jià)，最小公倍數(shù)為6，然后根據(jù)原子守恒配平其他，即反應(yīng)方程式為Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)=2AlN(s)＋3CO(g)；（4）②中的氣體為NH3，檢驗(yàn)氨氣常利用其水溶液顯堿性，即濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)證明有氨氣，或者NH3和揮發(fā)性酸反應(yīng)生成白煙，即用玻璃棒蘸濃鹽酸或者濃硝酸靠近，產(chǎn)生白煙，證明有氨氣；反應(yīng)③中氧化鋁表現(xiàn)兩性，即離子反應(yīng)方程式為Al2O3＋2OH－=2AlO2－＋H2O。