Question

氨是一种重要的化工产品．“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其反应方程式为：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
完成下列填空：
（1）恒温恒容条件下，能说明该反应达到平衡状态的是

 

（填字母序号）．
a．ν（CO）_消耗=ν（H₂O）_生成                  
b．c（CO₂）=c（CO）
c．混合气体的总压不再改变             
d．混合气体的密度不再改变
（2）将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	CO2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	650	2	1	A	B	t

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H₂的浓度变化表示的反应速率为

 

．
②A=

 

．
③平衡常数：K（900℃）

 

K（650℃） （填“＞”、“＜”或“=”=）．
（3）温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是

 

．
（4）C、H、O、N元素中，核外电子占据5个不同轨道的原子，其最外层电子排布式是

 

．这四种元素形成的化合物

 

（填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）离子化合物．
（5）能证明碳的非金属性比硅强的事实是

 

（选填编号）．
a．酸性：H₂CO₃强于H₂SiO₃              
b．高温下SiO₂与C生成Si和CO
c．键的极性：C-H＞Si-H                 
d．熔点：金刚石＞单晶硅．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律,原子核外电子排布,化学平衡状态的判断

专题：

分析：（1）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，个组分含量保持不变，衍生的条件满足变量不变的原则分析判断；
（2）①反应速率V=

△c

△t

计算得到；
②反应前后气体体积不变，改变起始量相当于压强变化，平衡不动，所以起始量为2molCO和 1molH₂O达到平衡状态生成二氧化碳物质的量为0.8mol；
③比较2和3起始量相同，温度不同时的二氧化碳生成量可知温度升高平衡逆向进行；
（3）依据反应是吸热反应，温度越高平衡逆向进行，应从催化剂活性和反应速率分析判断；
（4）核外电子占据5个不同轨道的原子应是1s²2s²2p^1-6，结合原子结构分析判断；四种元素形成的化合物可以是离子化合物、共价化合物；
（5）依据非金属性强弱的判断依据是单质氧化性强弱、氢化物的稳定性、最高价含氧酸的酸性等分析判断．

解答： 解：（1）a．ν_消耗（CO）=ν_生成（H₂O），表示的是正反应速率和逆反应速率，且满足化学计量数关系，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故a正确；
b．c（CO₂）=c（CO），无法判断正逆反应速率是否相等，无法判断是否达到平衡状态，故b错误；
c．混合气体的总压不变即总物质的量不再改变：该反应是气体体积不变的反应，无论是否达到平衡状态，气体的总物质的量始终不变，无法根据混合气体的总物质的量判断平衡状态，故c错误；
d．混合气体的密度不再改变：反应气体都是气体，气体的质量不变，容器的容积不变，根据ρ=

m

V

可知，反应过程中气体的密度始终不变，无法根据密度判断平衡状态，故d错误；
故答案为：a；
（2）①实验1中从反应开始到达到平衡，以H₂的浓度变化表示的反应速率等于二氧化碳表示的反应速率=

1.6mol 2L

5min

=0.16mol/（L?min），
故答案为：0.16mol/（L．min）；
②反应前后气体体积不变，改变起始量相当于压强变化，平衡不动，所以起始量为2molCO和 1molH₂O达到平衡状态生成二氧化碳物质的量为0.8mol，则A=0.8；
故答案为：0.8；
③比较2和3起始量相同，温度不同时的二氧化碳生成量，温度升高二氧化碳物质的量减小，可知温度升高平衡逆向进行，正反应为放热反应，
平衡常数：K（900℃）＜K（650℃），故答案为：＜；
（3）依据反应是吸热反应，温度越高平衡逆向进行，应从催化剂活性和反应速率分析判断，此温度下催化剂的活性最大，且最大了反应速率；
故答案为：该反应使用催化剂，此温度是催化剂的活性温度；该反应放热，升高温度有利于提高反应速率；
（4）核外电子占据5个不同轨道的原子应是1s²2s²2p^1-6，结合原子结构分析判断N和O；其最外层电子排布式是2s²2p³、2s²2p⁴ ；
四种元素形成的化合物可以是离子化合物如NH₄HCO₃、也可以是共价化合物如CO（NH₂）₂；
故答案为：2s²2p³、2s²2p⁴ ；  不一定是；
（5）a．最高价含氧酸酸性：H₂CO₃强于H₂SiO₃，说明碳的非金属性大于硅，故a正确；         
b．高温下SiO₂与C生成Si和CO表明的是碳的还原性大于硅，不能说明非金属性，故b错误；
c．键的极性：C-H＞Si-H，说明形成氢化物的稳定性，可以证明非金属性强弱，故c正确；              
d．熔点：金刚石＞单晶硅，证明化学键强弱，不能说明非金属性强弱，故d错误；
故答案为：a、c．

点评：本题考查了化学平衡影响因素分析判断，平衡标志和计算的理解应用，原子结构的分析判断，掌握基础是关键，题目难度中等．