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        1. 碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要作用.
          (1)真空碳熱還原一氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:
          2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g);△H=a kJ?mol-1
          3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g);△H=b kJ?mol-1
          反應Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=
           
          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C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g);△H=Q kJ?mol-1.在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
          時間(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的平均反應速率v(NO)=
           
          ,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=
           

          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是
           
           (填字母編號)
          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.適當縮小容器的體積
          ③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q
           
            0(填“>”或“<”).
          ④在恒容絕熱條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
           
           (填選項編號)
          a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g)
          b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變
          c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變.
          分析:(1)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到對應反應的焓變;
          (2)①分析圖表數(shù)據(jù)結(jié)合化學反應速率概念計算v=
          △c
          △t
          ,計算平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念是生成物濃度的冪次方乘積除以反應物的冪次方乘積得到;
          ②反應前后是氣體體積不變的反應,圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮,氮氣,二氧化碳濃度都增大,說明改變的條件是縮小體積增大濃度,或加入一氧化氮達到新平衡后個物質(zhì)濃度增大;
          ③若30min后容器中NO、N2、CO2的濃度之比為2:1;1,升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,說明平衡逆向進行,逆反應方向是吸熱反應,正反應為放熱反應;
          ④恒容絕熱條件下,反應達到平衡的標志依據(jù)“變量不變”方向判斷,正逆反應速率相同,個組分含量保持不變;
          解答:解:(1)①2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g);△H=a kJ?mol-1
          ②3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g);△H=b kJ?mol-1
          依據(jù)蓋斯定律①×3+②×6得到:6Al2O3(s)+18C(s)=12Al(l)+18CO(g)△H=(3a+6b)KJ/mol
          即Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)△H=
          a+2b
          2
          KJ/mol;
          故答案為:
          a+2b
          2
          ;
          (2)①分析圖表數(shù)據(jù),0~10min內(nèi),NO的平均反應速率v(NO)=
          1mol/L-0.68mol/L
          10min
          =0.032 mol/(L?min),;
          化學平衡三段式列式計算平衡濃度:
                         C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g);
          起始量(mol/L)        1        0        0
          變化量(mol/L)       0.5       0.25      0.25
          平衡量(mol/L)       0.5       0.25     0.25
          K=
          0.25×0.25
          0.52
          =0.25mol/L;
          故答案為:0.032 mol/(L?min),0.25;
          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮,氮氣,二氧化碳濃度都增大;
          a.通入一定量的NO,反應正向進行,達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度增大,故a符合;
          b.加入一定量的活性炭是固體,對平衡無影響,故b不符合;
          c.加入合適的催化劑,只能改變化學反應速率,不能改變平衡,濃度不變,故c不符合;
          d.適當縮小容器的體積,反應前后是氣體體積不變的反應,平衡不動,但個物質(zhì)濃度增大,符合要求,故d符合;
          故答案為:a d;
          ③若30min后,達到平衡時容器中NO、N2、CO2的濃度之比2:1:1,升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,所以平衡逆向進行,逆向是吸熱反應,正反應方向是放熱反應Q<0;
          故答案為:<;
          ④在恒容絕熱條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是正逆反應速率相同,個組分含量不變,C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g);
          a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g),說明反應逆向進行,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故a不符合;
          b.恒容絕熱條件下,反應體系的溫度不再發(fā)生改變,說明反應達到平衡狀態(tài),正逆反應速率相同,熱量不變,故b符合;
          c.碳是固體.當平衡發(fā)生移動,氣體質(zhì)量會發(fā)生變化,容器體積不變,所以混合氣體的密度不再發(fā)生改變可以說明反應達到平衡狀態(tài),故c符合;
          故答案為:b c;
          點評:本題考查了熱化學方程式書寫和蓋斯定律的計算應用,化學平衡常數(shù)和反應速率概念計算應用,平衡標志的分析判斷,掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵,題目難度中等.
          練習冊系列答案
          相關(guān)習題

          科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

          (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-氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:
          2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ?mol-1
          3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ?mol-1
          反應Al2O3(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C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ?mol-1.在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
                        時間(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的平均反應速率v(NO)=
          0.032mol?L-1?min-1
          0.032mol?L-1?min-1
          ,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=
          0.25
          0.25
          ;
          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,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).
          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.適當縮小容器的體積
          ③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q
          0(填“>”或“<”).
          ④在恒容條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是
          bc
          bc
          (填選項編號).
          a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g)
          b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變
          c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
          d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變
          (3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示:請寫出該電池正極反應式
          Ag 2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
          Ag 2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-
          ;常溫下,用該化學電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=
          2
          2
           (不考慮溶液體積的變化).

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          科目:高中化學 來源:2012-2013學年山東省青島市高三第一次模擬考試理綜化學試卷(解析版) 題型:計算題

          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—氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:

          2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g)    △H=a kJ·mol1

          3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g)  △H=b kJ·mol1

          反應Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=      kJ·mol1(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C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  △H=Q kJ·mol1。在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:

                        時間(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的平均反應速率v(NO)=        ,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=         ;

          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是        (填字母編號)。

          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.適當縮小容器的體積   

          ③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q          0(填“>”或“<”)。

          ④在恒容條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是        (填選項編號)。

          a.單位時間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時消耗n mol CO2(g) 

          b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變

          c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變

          d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變

          (3)鋁電池性能優(yōu)越,Al—Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如下圖所示:

          請寫出該電池正極反應式             ;常溫下,用該化學電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=         (不考慮溶液體積的變化)。

           

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          科目:高中化學 來源:青海一模 題型:問答題

          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-氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:
          2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ?mol-1
          3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ?mol-1
          反應Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=______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C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ?mol-1.在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
                        時間(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的平均反應速率v(NO)=______,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=______;
          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是______ (填字母編號).
          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.適當縮小容器的體積
          ③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q______0(填“>”或“<”).
          ④在恒容條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是______(填選項編號).
          a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g)
          b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變
          c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
          d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變
          (3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示:請寫出該電池正極反應式______;常溫下,用該化學電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=______ (不考慮溶液體積的變化).
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          科目:高中化學 來源:2013年山東省青海市高考化學一模試卷(解析版) 題型:解答題

          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-氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:
          2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ?mol-1
          3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ?mol-1
          反應Al2O3(s)+3C(s)═2Al(l)+3CO(g)的△H=______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C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ?mol-1.在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:
                        時間(min)
          濃度(mol/L)
          1020304050
          NO1.000.680.500.500.600.60
          N20.160.250.250.300.30
          CO20.160.250.250.300.30
          ①0~10min內(nèi),NO的平均反應速率v(NO)=______,T1℃時,該反應的平衡常數(shù)K=______;
          ②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是______ (填字母編號).
          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.適當縮小容器的體積
          ③若30min后升高溫度至T2℃,達到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q______0(填“>”或“<”).
          ④在恒容條件下,能判斷該反應一定達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是______(填選項編號).
          a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g)的同時消耗nmol CO2(g)
          b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變
          c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
          d.反應體系的壓強不再發(fā)生改變
          (3)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag2O電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示:請寫出該電池正極反應式______;常溫下,用該化學電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=______ (不考慮溶液體積的變化).

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