Question

【題目】（Ⅰ）CoCl2溶液能發(fā)生如下變化：

CoCl2Co(OH)2 [Co(NH3)6]2+X晶體Y（CoCl3·5NH3）

向X溶液中加入強堿并加熱至沸騰有氨氣放出，同時產(chǎn)生Co2O3沉淀；若向Y的溶液中加AgNO3溶液，有AgCl沉淀生成，濾出沉淀，再向濾液中加入AgNO3溶液無變化，但加熱至沸騰時又有AgCl沉淀生成，其沉淀量為上次沉淀量的一半。請回答下列問題：

(1)反應②的離子方程式是__________________________________________。

(2)反應①～③中屬于氧化還原反應的是______，配合物Y的化學式為______。

（Ⅱ）一定條件下，將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器，發(fā)生反應CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，達到平衡時測得CO的物質(zhì)的量為0.10mol。若平衡常數(shù)K＝27，試計算（要求寫出計算過程，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）：

(1)初始加入容器的甲烷的物質(zhì)的量__________；

(2)平衡時CH4的體積分數(shù)__________；

(3)若溫度不變時再向上述平衡混合物中加入0.01molH2O(g)和0.1molCO，平衡是否移動__________？

Answer 1

【答案】Co(OH)2+6NH3·H2O=[Co(NH3)6]2++2OH-+6H2O ② [Co(NH3)5Cl]Cl2 0.11mol 2.4% 不移動

【解析】

（I）配合物內(nèi)界在常溫下一般不發(fā)生電離，在加熱條件下會發(fā)生電離，據(jù)此結(jié)合相關反應進行判斷；

（II）列出三段式分析各物質(zhì)平衡濃度，依據(jù)平衡常數(shù)求出甲烷的初始物質(zhì)的量，根據(jù)所得數(shù)據(jù)求出平衡時甲烷的體積分數(shù)，根據(jù)濃度熵與平衡常數(shù)之間關系判斷平衡是否移動。

（I）（1）由圖可知，反應②為Co(OH)2與NH3·H2O反應生成 [Co(NH3)6]2+，其離子反應方程式為：Co(OH)2+6NH3·H2O=[Co(NH3)6]2++2OH-+6H2O，

故答案為：Co(OH)2+6NH3·H2O=[Co(NH3)6]2++2OH-+6H2O；

（2）由“向X溶液中加入強堿并加熱至沸騰有氨氣放出，同時產(chǎn)生Co2O3沉淀”可知，X中的Co元素化合價為+3價，由此可知，反應①～③中屬于氧化還原反應的是②；

CoCl3·5NH3水溶中液加入AgNO3，有AgCl沉淀生成，說明外界離子有Cl-，過濾后再加AgNO3溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，說明配體中含有Cl-，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一，說明外界離子有Cl-與配體Cl-之比為2：1，故配合物Y的化學式為[Co(NH3)5Cl]Cl2，

故答案為：②；[Co(NH3)5Cl]Cl2；

（II）設加入CH4的物質(zhì)的量為xmol，則

CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)

起始濃度(mol/L) x x 0 0

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L) a a a 3a

平衡濃度(mol/L) x-a x-a a 3a

由題可知，a=0.1，由平衡常數(shù)K==27，解得x=0.11，

（1）由上述分析可知，起始加入容器中甲烷的物質(zhì)的量為0.11mol，

故答案為：0.11mol；

（2）平衡時甲烷的體積分數(shù)=×100%=2.4%，

故答案為：2.4%；

（3）向上述平衡混合物中加入0.01molH2O(g)和0.1molCO后，c(CO)=(0.1+0.1)mol/L=0.2mol/L，c(H2O)=(0.01+0.01)mol/L=0.02mol/L，濃度熵QC==27=K，所以平衡不移動，

故答案為：不移動。