Question

6．KClO₃在農(nóng)業(yè)上用作除草劑，超細 CaC0₃ 廣泛用于消光紙、無炭復(fù)寫紙等．某同學(xué)在實驗室模擬工業(yè)過程，利用制乙炔產(chǎn)生的殘渣制備上述兩種物質(zhì)，過程如下：
L電石$\stackrel{水}{→}$灰漿$\stackrel{自然風干}{→}$殘渣（主要成分是Ca（OH）₂和CaC0₃）
（1）寫出電石與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑．
II．將I中的部分灰漿配成濁液，通人Cl₂，得到Ca（ClO₃）₂與CaCl₂的混合溶液，向所得溶液中加人KCl，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，經(jīng)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾得KClO₃晶體．
（2）你認為能得到KClO₃晶體的原因是KClO₃的溶解度�。�
Ⅲ．將I中的殘渣溶于NH₄Cl溶液，加熱，收集揮發(fā)出的氣體再利用．向所得CaCl₂溶液中依次通入NH₃、CO₂，便可獲得超細CaCO₃，過程如圖1：

（3）根據(jù)沉淀溶解平衡原理，解釋殘渣中難溶鹽的溶解原因CaCO₃（s）═Ca²⁺+CO₃^2-，NH₄Cl溶液顯酸性，使CO₃^2-濃度減小，平衡向右移動，CaCO₃溶解，此過程可循環(huán)利用的物質(zhì)是氨氣、二氧化碳、NH₄Cl溶液．
Ⅳ．Ⅲ中收集揮發(fā)出的氣體之一CO₂與C反應(yīng)生成CO，再利用一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇，一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H
（4）根據(jù)題意完成下列各題：
①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）的△H小于0（填“大于”、“小于”或“等于”）．
②在500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{2n（B）}{3t（B）}$mol•（L•min）^-1．
③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，下列有關(guān)該體系的說法正確的是b c
a．氫氣的濃度減少
b．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快
c．甲醇的物質(zhì)的量增加
d．重新平衡時n（H₂）：n（CH₃OH）增大．

Answer 1

分析 （1）實驗室常用碳化鈣固體（俗稱電石，化學(xué)式為CaC₂）與水反應(yīng)制備乙炔；
（2）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的定義，兩種化合物相互交換成分，KCl與Ca（ClO₃）₂能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，說明KClO₃在常溫下溶解度較小，故可結(jié)晶析出，得到其固體；
（3）氯化銨為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，加入NH₄Cl溶液的目的是溶解殘渣中的難溶鹽CaCO₃；由CaCl₂+2NH₃+CO₂+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄Cl可知A溶液的化學(xué)式為NH₄Cl；
（4）①溫度升高時甲醇平衡濃度減小，正反應(yīng)放熱；
②根據(jù)圖中甲醇的變化量，求出氫氣的變化量，再根據(jù)v（H₂）=$\frac{△c}{t}$計算；
③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質(zhì)的量增多，氫氣的物質(zhì)的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據(jù)濃度比值等于物質(zhì)的量比值．

解答 解：（1）實驗室常用碳化鈣固體（俗稱電石，化學(xué)式為CaC₂）與水反應(yīng)制備乙炔，同時生成氫氧化鈣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaC₂+2H₂O═Ca（OH）₂+C₂H₂↑，
故答案為：CaC₂+2H₂O→Ca（OH）₂+C₂H₂↑；
（2）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的定義，兩種化合物相互交換成分，KCl與Ca（ClO₃）₂能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，說明KClO₃在常溫下溶解度較小，故可結(jié)晶析出，得到其固體，
故答案為：KClO₃的溶解度��；
（3）氯化銨為強酸弱堿鹽，水解呈酸性，碳酸鈣雖難溶，但在水中存在電離，CaCO₃（s）═Ca²⁺+CO₃^2-，加入NH₄Cl溶液，NH₄Cl溶液顯酸性，使CO₃^2-濃度減小，平衡向右移動，CaCO₃溶解，加入NH₄Cl溶液的目的是溶解殘渣中的難溶鹽，根據(jù)CaCl₂+2NH₃+CO₂+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄Cl可知A溶液的化學(xué)式為：NH₄Cl，可循環(huán)使用，
故答案為：CaCO₃（s）═Ca²⁺+CO₃^2-，NH₄Cl溶液顯酸性，使CO₃^2-濃度減小，平衡向右移動，CaCO₃溶解；氨氣、二氧化碳、NH₄Cl溶液；
（4）①溫度升高時甲醇物質(zhì)的量減小，說明正反應(yīng)放熱，故答案為：小于；
②在500℃，平衡時圖中甲醇的變化量為n_B，所以反應(yīng)消耗的氫氣的量為：2n_B，則v（H₂）=$\frac{△c}{t}$=$\frac{2{n}_{B}}{3{t}_{{B}_{\;}}}$mol•（L•min）^-1，
故答案為：$\frac{2n（B）}{3t（B）}$mol•（L•min）^-1；  
③在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質(zhì)的量增多，氫氣的物質(zhì)的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據(jù)濃度比值等于物質(zhì)的量比值，則有重新平衡時n（H₂）：n（CH₃OH）減小，即bC正確，
故答案為：b c．

點評 本題考查化學(xué)平衡移動及其計算，題目難度中等，本題注意外界條件對平衡移動的影響．