Question

【題目】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，其相關的熱化學方程式如下：

2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）=6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJmol-1

3AlCl（g）=2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol-1

反應Al2O3（s）+3C（s）=2Al（l）+3CO（g）的△H=________ kJmol-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=QkJmol-1在T1℃時，反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下：

①內(nèi)，NO的平均反應速率 _________，時，該反應的平衡常數(shù) _________；

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．

通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭

加入合適的催化劑 適當縮小容器的體積

③若30min后升高溫度至，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，則Q____________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．

單位時間內(nèi)生成2nmolNO（g）的同時消耗nmolCO2（g）

b．反應體系的溫度不再發(fā)生改變

混合氣體的密度不再發(fā)生改變

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27mgAl，則電解后溶液的 ___________不考慮溶液體積的變化。

Answer 1

【答案】 ad bc 2

【解析】

(1)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律分析計算；

(2)①根據(jù)v=計算；根據(jù)表格數(shù)據(jù)，20min是為平衡狀態(tài)，結(jié)合平衡常數(shù)等于生成物物質(zhì)的濃度的冪次方乘積除以反應物平衡濃度的冪次方乘積計算；

②根據(jù)30min后的數(shù)據(jù)計算判斷平衡常數(shù)，判斷溫度是否改變；再結(jié)合影響平衡的因素分析判斷；

③容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3∶1∶1，平衡向逆反應方向移動，升溫平衡向吸熱反應方向進行；

④依據(jù)影響化學平衡的因素和平衡移動原理分析判斷；

(3)Al-Ag2O電池中鋁為負極，Ag2O為正極，正極上氧化銀得電子和水反應生成銀和氫氧根離子，據(jù)此書寫電極反應式；消耗27mg Al失去電子0.003mol，電解硫酸銅溶液，結(jié)合陽極的反應式4OH――4e－＝2H2O＋O2↑分析計算。

(1)①2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g) △H=a kJmol-1，②3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJmol-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=(0.5a+b)kJ/mol，故答案為：0.5a+b；

(2)①0～10min內(nèi)，NO的平均反應速率v(NO)==0.032molL-1min-1；C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，平衡濃度c(N2)=0.25mol/L；c(CO2)=0.25mol/L；c(NO)=0.5mol/L；反應的平衡常數(shù)K===0.25，故答案為：0.032molL-1min-1；0.25；

②30min后，根據(jù)圖表數(shù)據(jù)得改變條件后的平衡常數(shù)計算K===0.25，平衡常數(shù)保持不變，說明改變的條件一定不是溫度；依據(jù)數(shù)據(jù)分析，NO、N2、CO2的濃度均增大；a．通入一定量的NO，NO、N2、CO2的濃度均增大，故a正確；b．加入一定量的活性炭，碳是固體對平衡無影響，NO、N2、CO2的濃度均不變，故b錯誤；c．加入合適的催化劑，催化劑只改變化學反應速率，NO、N2、CO2的濃度均不變，故c錯誤；d．適當縮小容器的體積，NO、N2、CO2的濃度均增大，故d正確；故答案為：ad；

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，說明平衡向逆反應方向移動，說明逆反應是吸熱反應，則正反應是放熱反應，故答案為：＜；

④恒容條件下，體積不變。a、無論反應是否達到平衡狀態(tài)，單位時間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時都消耗n mol CO2(g)，故a錯誤；b、該反應是放熱反應，所以反應體系的溫度隨著反應的進行而改變，當反應體系的溫度不變，說明達到平衡狀態(tài)，故b正確；C、反應中有固體參加，反應前后氣體的質(zhì)量不等，所以當混合氣體的密度不再變化時，反應達到平衡，故c正確；d、無論反應是否達到平衡狀態(tài)，壓強始終不變，故d錯誤；故答案為：bc；

(3)Al-Ag2O電池中鋁為負極，Ag2O為正極，正極上氧化銀得電子和水反應生成銀和氫氧根離子，電極反應式為：Ag2/span>O+2e-+H2O=2Ag+2OH-；消耗27mg Al失去電子0.003mol，電解硫酸銅溶液，陽極的反應式為4OH――4e－＝2H2O＋O2↑，根據(jù)反應中得失電子數(shù)相等，放電的氫氧根離子的物質(zhì)的量=0.003mol，溶液中增加的氫離子物質(zhì)的量為0.003mol，則溶液中氫離子的濃度==0.01mol/L，pH=-lg0.01mol/L=2，故答案為：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-；2。