Question

7．從圖表中獲得有用的信息是化學學習和研究的重要能力．

（1）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1中P₁、P₂、P₃、P₄代表不同壓強，壓強最小的是P₁．該反應的△H＞0（選填“＞”、“＜”或“=”）．
②壓強為 P₄時，在 Y 點：υ（正）＞υ（逆）．（選填“＞”、“＜”或“=”）；
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(shù)為1.64（保留三位有效數(shù)字）．
（2）溫度與HCl壓強對MgCl₂•6H₂O受熱分解產(chǎn)物的影響如圖2所示，下列說法正確的是bd（填字母）
a．要得到MgO，至少需要加熱至600℃
b．溫度低于100℃，P（HCl）小于1.00×10⁶Pa時，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解
c．要得到無水MgCl₂，只要控制溫度，不一定要在HCl氣體中
d．在P（HCl）為0.25×10⁶Pa時，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(zhì)是否存在．Al-LiBH₄是新型產(chǎn)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℃和75℃時與水反應后殘留固體物質(zhì)的X^-射線衍射圖譜．據(jù)圖分析，25℃時Al-LiBH₄復合材料中與水完全反應的物質(zhì)是LiBH₄（填化學式），25℃的反應物比75℃反應物多的物質(zhì)是[Li（H₂O）₄][B（OH）₄]（H₂O）₂ （填化學式）．

Answer 1

分析 （1）①由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉(zhuǎn)化率α（P₁）＞α（P₂）＞α（P₃）＞α（P₄），據(jù)此結(jié)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(zhuǎn)化率越大，升高溫度平衡向正反應進行，據(jù)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(zhuǎn)化率為80%，Y點甲烷的轉(zhuǎn)化率小于80%，反應向正反應進行，據(jù)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(zhuǎn)化率為80%，據(jù)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(shù)表達式計算該溫度下的平衡常數(shù)；
（2）a、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(zhuǎn)變成MgO；
b、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解；
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(jù)圖象對比分析25℃和75℃時產(chǎn)物中不相同的物質(zhì)．

解答 解：（1）①由圖可知，溫度一定時，甲烷的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率降低，故壓強P₄＞P₃＞P₂＞P₁；壓強一定時，溫度越高甲烷的轉(zhuǎn)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：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(zhuǎn)化率為80%，Y點甲烷的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)k=$\frac{0.1{6}^{2}×0.1{6}^{2}}{0.02×0.02}$=1.64，故答案為：1.64；
（2）a、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(zhuǎn)變成MgO，故a錯誤；
b、由圖可知溫度低于100℃，MgCl₂•6H₂O不會發(fā)生分解，故b正確；
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：bd；
（3）如圖無LiBH₄，說明與水完全反應；由圖象25℃和75℃時產(chǎn)物對比中不相同的物質(zhì)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(shù)以及圖表信息的提取等，題目難度中等，注意利用“定一議二”原則分析解答，培養(yǎng)學生根據(jù)圖象提取信息的能力．