(2013?青島一模)碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用.
(1)真空碳熱還原-氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
2Al
2O
3(s)+2AlCl
3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ?mol
-13AlCl(g)═2Al(l)+AlCl
3(g)△H=b kJ?mol
-1反應(yīng)Al
2O
3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=
0.5a+b
0.5a+b
kJ?mol
-1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物.某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)?N
2(g)+CO
2(g)△H=Q kJ?mol
-1.在T
1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
時(shí)間(min) 濃度(mol/L) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
NO |
1.00 |
0.68 |
0.50 |
0.50 |
0.60 |
0.60 |
N2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
CO2 |
0 |
0.16 |
0.25 |
0.25 |
0.30 |
0.30 |
①0~10min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=
0.032mol?L-1?min-1
0.032mol?L-1?min-1
,T
1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.25
0.25
;
②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是
ad
ad
(填字母編號(hào)).
a.通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭
c.加入合適的催化劑 d.適當(dāng)縮小容器的體積
③若30min后升高溫度至T
2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N
2、CO
2的濃度之比為3:1:1,則Q
<
<
0(填“>”或“<”).
④在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是
bc
bc
(填選項(xiàng)編號(hào)).
a.單位時(shí)間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時(shí)消耗nmol CO
2(g)
b.反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變
c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
d.反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag
2O電池可用作水下動(dòng)力電源,其原理如圖所示:請(qǐng)寫(xiě)出該電池正極反應(yīng)式
Ag 2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
Ag 2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過(guò)量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=
2
2
(不考慮溶液體積的變化).