Question

【题目】（1）可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个放热反应，有甲乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1 mol N2和3 mol H2在一定条件下，达到平衡时放出的热量为Q1，相同条件下，向乙容器中加入2 mol NH3，达到平衡时，吸收的热量为Q2，已知Q2=4Q1，则甲容器中H2的转化率为 。

（2）除电解法，工业炼镁还可采用硅热法（Pidgeon法）。即以煅白（CaO·MgO）为原料与硅铁（含硅75%的硅铁合金）混合置于密闭还原炉，1200℃下发生反应：

2(CaO·MgO)(s) + Si(s) Ca2SiO4 (l) + 2Mg(g)

①已知还原性：Mg ＞ Si，上述反应仍能发生的原因是______________________________

②由下图，推测上述反应正向为______（填“吸热”或“放热”）反应；平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则达到新平衡时Mg(g)的浓度将______（填“升高”“降低”或“不变”）。

③若还原炉容积为400 m3，原料中煅白质量为9.6 t，5小时后，测得煅白的转化率为50%，

计算这段时间Mg的生成速率 _________________________________。

Answer 1

【答案】（1）20%

（2）①1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生

② 吸热 不变

④0.025 mol/(L·h)

【解析】（1）已知Q2=4Q1，容器甲乙中发生的反应是等效的，故Q2+Q1=Q，即5Q1=Q，因此甲容器中H2的转化率为w = Q1/Q=20%。

（2）①1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，故能发生；②随着温度的升高，产率逐渐增大，故反应正向为吸热；K=c(Mg)2，温度不变，K值不变，故达到新平衡时Mg(g)的浓度不变。

④2(CaO·MgO)(s) + Si(s) Ca2SiO4 (l) + 2Mg(g)

192 48

9.6 t×50% m

m = 1.2 t，n =（1.2×106g）/ 24g/mol = 50000 mol

这段时间Mg的生成速率v = 50000 mol÷（400×103） L ÷ 5 h = 0.025 mol/(L·h)