镁、铁、钨、钒的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。

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1. 镁、铁、钨、钒的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。

(1) Mg₂Ni是一种储氢合金，已知：

Mg(s)+H₂(g)=MgH₂(s) ΔH₁=-74.5 kJ·mol^-1

Mg₂Ni(s) +2H₂(g)=Mg₂NiH₄(s) ΔH₂=-64.4 kJ·mol^-1

写出Mg₂Ni与MgH₂反应生成Mg和Mg₂NiH₄的热化学方程式。

(2) 钢铁工业的高炉炼铁常用赤铁矿(Fe₂O₃)、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料，已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的，还原时温度与在CO、CO₂平衡混合气体中CO的体积分数的关系如图：

①在温度低于570 ℃时，还原分两个阶段完成，在温度高于570 ℃时，依次发生的还原反应有(选用图中的“a、b、c、d”填空)。

②为减少高炉炼铁时含CO的尾气排放，下列研究方向可采取的是(填字母序号)。

A．其他条件不变，增加高炉的高度

B．调节还原时的炉温

C．增大原料中焦炭的比例

D．将生成的铁水及时移出

(3) 将0.508 g碘、0.699 2 g金属钨放置于50.0 mL密闭容器中，在一定温度下发生反应：W(s)+I₂(g) $\text{[math]}$ WI₂(g)，如图是混合气体中WI₂蒸气的物质的量随时间变化关系，其中曲线Ⅰ(0~t₂时间段)的反应温度为450 ℃，曲线Ⅱ(从t₂时刻开始)的反应温度为530 ℃。

①该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。在450 ℃时，该反应的平衡常数K=。

②若保持450 ℃温度不变，向该容器中再加入0.508 g碘，当再次达到平衡时，反应混合气体中I₂的百分含量(填“变大”、“不变”或“变小”)。

③若保持450 ℃温度不变，向该容器中再加入0.002 mol W、0.000 6 mol I₂、0.005 4 mol WI₂ ，则化学平衡(填“正向移动”、“不移动”或“逆向移动”)。

(4) 硼化钒(VB₂)-空气电池是目前储电能力最强的电池，电池示意图如图所示，该电池工作时反应为：4VB₂+ 11O₂=4B₂O₃+ 2V₂O₅。电极a为电池的极，电极b的电极反应式为。

【考点】

电极反应和电池反应方程式; 化学平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. 含结晶水的无机物可应用在吸波材料、电极材料和相变储能材料等领域。胆矾(CuSO₄·5H₂O)是一种重要的结晶水合物。

(1) 硫酸铜参比电极具有电位稳定的优点，可用于土壤环境中钢质管道的电位监测。测量的电化学原理如图所示。回答下列问题：

①负极的电极反应式为。

②测量后参比电极中CuSO₄溶液的浓度(填"变大”，“变小”或“不变")。

(2) 把胆矾放到密闭容器内，缓缓抽去其中的水气，胆矾分三次依次脱水，各步脱水过程为一系列的动态平衡，反应式如下(脱水过程为吸热反应)。

反应I：CuSO₄·5H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄·3H₂O (s) + 2H₂O(g)

反应II：CuSO₄·3H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄·H₂O (s) + 2H₂O(g)

反应III：CuSO₄·H₂O (s) $\text{[math]}$ CuSO₄(s) + H₂O(g)

如图为50℃时水合物中水的质量分数 w与压强p(H₂O)的关系图，回答下列问题：

①用无水CuSO₄检验乙醇中含有微量水的现象是。

②反应Ⅰ对应的线段为(填“ab”、“ed”或“ef”)。

③反应Ⅱ的平衡常数K_p=Pa²。

④反应III在60℃和50℃的平衡压强p(H₂O)分别为p₁和p₂ ，则p₁ p₂ (填*>”、“<”或“=”)。

⑤当样品状态c点下网到M点，体系存在的固体有；转化率为% (保留小数点后两位)。

⑥25℃时为了保持CuSO₄·H₂O晶体纯度，可将其存在盛有大量Na₂CO₃· H₂O晶体(平衡压强p(H₂O)=706Pa)的密闭容器中，简述其理由。

已知：25℃时反应I、II、III的平衡压强p（H₂O）分别为1040、747和107Pa。

综合题普通

2. 机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。汽油燃油车上安装三元催化转化器，可有效降低汽车尾气污染，回答下列问题：

(1) 已知反应： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

则反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 中的 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)， $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示)，(填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下，有利于该反应自发进行。

(2) 恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中充入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，仅发生反应 $\text{[math]}$ ，实验测得平衡时 $\text{[math]}$ 的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。已知： $\text{[math]}$ 。

①平衡常数： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

②混合气体中氧元素的质量： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=” $\text{[math]}$ 。

③反应速率： $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ 。

④ $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 点时，该反应的平衡常数 $\text{[math]}$ (用含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的代数式表示，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数)。