Question

6．Ⅰ．肼是一種高能燃料．已經(jīng)各共價鍵鍵能（斷裂或形成1mol共價鍵時吸收或釋放的能量）如下：

	N≡N	O=O	N-N	N-H	O-H
鍵能（KJ•mol-1）	946	497	154	391	463

則N₂H₄（g）+O₂（g）?N₂（g）+2H₂O（l）△H=-583 KJ•mol^-1
Ⅱ．密閉容器中進行反應：3Fe（s）+4H₂O（g）?Fe₃O₄（s）+4H₂（g）△H＜02反應的化學平衡表達式為K=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$．
（2）已知：600℃時，上述反應的平衡常數(shù)K=16．現(xiàn)有如圖1甲（恒溫恒壓）和如圖1乙（恒溫恒容）兩容器，起始時按下表所示分別加入各物質(zhì)，體積為2L，在600℃時反應經(jīng)過一段時間后均達平衡．

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
甲/mol	2.0	1.0	2.0	0.5
乙/mol	2.0	2.0	2.0	1.0

①關于甲、乙容器，下列說法正確的是AB
A．反應開始時兩容器內(nèi)的逆反應速率：甲＜乙
B．若甲容器內(nèi)氣體的密度不再變化，則說明反應已達到平衡狀態(tài)
C．若乙容器內(nèi)氣體的壓強不再變化，則說明反應已達到平衡狀態(tài)
D．平衡后添加Fe₃O₄，兩容器內(nèi)的平衡均逆向移動
②投料后甲5min達平衡，則此段時間內(nèi)的平均反應速率v（H₂）=0.05mol/（L•min^-1）
③平衡后若將乙容器體系溫度突然降低100℃，如圖2下述圖象中能正確反映平衡移動過程中容器內(nèi)變化情況的是B．
3為恒容絕熱容器，進行上述反應，起始與平衡時的各物質(zhì)的量見下表：

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
起始/mol	3.0	3.0	0	0
平衡/mol	m	n	p	q

若在達到平衡后的容器丙中，分別按照下列A、B、C三種情況繼續(xù)添加各物質(zhì)，則再次達平衡時，容器丙中H₂的百分含量按由大到小的順序B＞C＞A（用A、B、C表示）．

	Fe	H2O（g）	Fe3O4	H2
A/mol	3.0	3.0	0	0
B/mol	0	0	3.0	3.0
C/mol	m	n	p	q

Ⅲ.25℃時，F(xiàn)e（OH）₃的ksp=4ⅹ10^-38，現(xiàn)有鹽酸酸化的0.08mol/L的FeCl₃溶液，其PH=1，向其中加入等體積的0.05mol/L的NaOH溶液，可恰好開始析出沉淀（混合時溶液體積可直接加和）．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）據(jù)熱化學方程式的含義可知：舊鍵斷裂所吸收的能量和新鍵生成所釋放的能量之差即為化學反應焓變的數(shù)值，結(jié)合圖示內(nèi)容來回答即可；
Ⅱ．化學平衡表達式為K=$\frac{各個生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積}{各個反應物平衡濃度系數(shù)次冪之積}$；
（2）①可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變；
②根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$進行計算；
③反應是放熱反應，若將平衡體系溫度降低100℃，平衡正向進行；容絕熱根據(jù)反應時溫度變化，判斷平衡移動，分析氫氣的百分含量，C條件下平衡不移動，A狀況下，反應正向進行生成氫氣，B狀況下反應逆向進行生成Fe和水；
Ⅲ．根據(jù)氫氧化鐵的Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-）進行計算即可．

解答 解：Ⅰ．（1）根據(jù)圖中內(nèi)容，可以看出N₂H₄（g）+O₂（g）?N₂（g）+2H₂O（l）反應的焓變等于舊鍵斷裂吸收的能量和新鍵生成釋放的能量之差，即△H=（154+391×4+497-946-463×4）kJ/mol=-583kJ/mol，故答案為：-583；
Ⅱ．化學平衡表達式為K=$\frac{各個生成物平衡濃度系數(shù)次冪之積}{各個反應物平衡濃度系數(shù)次冪之積}$=$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$；故答案為：$\frac{{c}^{4}（{H}_{2}）}{{c}^{4}（{H}_{2}O）}$；
（2）①．A反應開始時兩容器乙內(nèi)的濃度較大，所以逆反應速率：甲＜乙，故正確；
B．、水蒸氣的密度與氫氣的密度不同，所以當容器內(nèi)的密度不變時，即是平衡狀態(tài)，故正確；
C．該反應為氣體體積不變的反應，所以容器內(nèi)壓強始終不變，不能用壓強判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
D．平衡后添加Fe₃O₄，增加固體的量平衡不移動，故錯誤；
故選AB；
②投料后甲5min達平衡，則此段時間內(nèi)的平均反應速率v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{5min}$=0.05mol/（L•min^-1），故答案為：0.05mol/（L•min^-1）；
③反應是放熱反應，若將平衡體系溫度降低100℃，平衡正向進行；
A、逆向進行氣體質(zhì)量減小，故A不符合；
B、平衡正向進行，氫氣物質(zhì)的量增大，故B符合；
C、反應前后氣體質(zhì)量發(fā)生變化，密度隨反應進行發(fā)生變化，故C不符合；
由于反應前后氣體體積相等，所以C條件下，平衡不移動，氫氣的體積分數(shù)與平衡是相同；A狀況下，反應正向進行生成氫氣，反應放出熱量使容器溫度升高，抑制反應繼續(xù)生成氫氣，故氫氣體積分數(shù)較低，B狀況下反應逆向進行生成Fe和水，是吸熱過程，使容器溫度降低，抑制反應繼續(xù)消耗氫氣，所以氫氣的體積分數(shù)較高，故H₂的百分含量按由大到小的順序排列：B＞C＞A；
故答案為：B；B＞C＞A；
Ⅲ．根據(jù)氫氧化鐵的Ksp=c（Fe³⁺）•c³（OH^-），所以開始沉淀時，c（（OH^-）=$\root{3}{\frac{Ksp}{c（F{e}^{3+}）}}$=$\root{3}{\frac{4×1{0}^{-38}}{0.04}}$=10^-12mol/L，中和pH=1的鹽酸，也會消耗氫氧化鈉，所以消耗氫氧化鈉的濃度是$\frac{0.1mol/L+1{0}^{-12}mol/L}{2}$≈0.05mol/L，故答案為：0.05．

點評 本題考查了化學平衡常數(shù)、蓋斯定律、平衡狀態(tài)的判斷、Ksp的計算等，題目綜合性較強，難度較大，側(cè)重于對有關原理應用的考查．