【題目】鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質(zhì)及合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。

(1)真空碳熱還原-氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學方程式如下Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) =3AlCl (g)+3CO(g) △H = a kJ·mol-1

3AlCl(g)=2Al(l)+ AlCl3 (g) △H = b kJ·mol-1

①反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=________kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。

②Al4C3也是該反應(yīng)過程中的一種中間產(chǎn)物。Al4C3 與鹽酸反應(yīng)(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為_______________。

③甲烷和水反應(yīng)可以制水煤氣(混合氣體),在恒溫、固定體積為V升的密閉容器中的反應(yīng)微觀示意圖如下所示,根據(jù)微觀示意圖得出的結(jié)論中,正確的是_____________

一定條件下經(jīng)過t分鐘達到化學平衡

a. 該反應(yīng)方程式為:CH4+H2O = CO+3H2

b. 該反應(yīng)平衡前后壓強比為3:4

c. 該反應(yīng)體系中含氫元素的化合物有3種

d. 該反應(yīng)中甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為50%

④水煤氣中的H2可用于生產(chǎn)NH3,在進入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液來吸收其中的CO,防止合成塔中的催化劑中毒,其反應(yīng)是:

[Cu(NH3)2]Ac(aq) + CO(g) + NH3(g) [Cu(NH3)3]Ac·CO(aq) △H<0

[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是____________________。該條件下用氣體表示的平衡常數(shù)表達式為:K=______________

(2)鎂鋁合金(Mg17Al12 )是一種潛在的貯氫材料,一般在氬氣環(huán)境中將一定化學計量比的Mg、Al 單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下可完全吸氫得到的混合物Y(含MgH2 和Al),Y在一定條件下可釋放出氫氣。

①熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是_________________。

②寫出鎂鋁合金(Mg17Al12 ) 在一定條件下完全吸氫的化學方程式 _________________。

③在6. 0 mol·L-1 HCl 溶液中,混合物Y 能完全釋放出H2。1 mol Mg17 Al12 完全吸氫后得到的混合物Y 與上述鹽酸完全反應(yīng),釋放出H2 的物質(zhì)的量為_________

【答案】H=(a+b)kJ·mol-1Al4C3+12HCl=AlCl3+3CH4b低溫、 高壓K=排除空氣,防止引入雜質(zhì)Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al52mol

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,將題中所給兩方程式相加得Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g),對應(yīng)的H=(a+b)kJmol-1,故答案為:a+b;

含氫量最高的烴為CH4,根據(jù)碳原子守恒,3個碳需要結(jié)合12個H原子形成3個CH4,再由鋁原子守恒,4個鋁需要結(jié)合12個Cl形成4個AlCl3,所以Al4C3與HCl之間為1:12參加反應(yīng),故該反應(yīng)方程式為:Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑,故答案為:Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑;

a. 根據(jù)圖示,2個甲烷和2個水,反應(yīng)生成了6個氫氣分子和2個一氧化碳分子,反應(yīng)屬于可逆反應(yīng),反應(yīng)方程式為:CH4+H2O CO+3H2,錯誤;b. 氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量的之比等于分子個數(shù)之比,該反應(yīng)平衡前后壓強比為12:16=3:4,正確;c. 該反應(yīng)體系中含氫元素的化合物有甲烷和水,2種,錯誤;d. 根據(jù)圖示,參與反應(yīng)的甲烷總數(shù)為6,反應(yīng)的甲烷為2,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為,錯誤;故選b;

已知正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)體積減小的放熱反應(yīng),因此采用降低溫度、增大壓強能使平衡右移,提高CO的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)方程式[Cu(NH3)2]Ac(aq) + CO(g) + NH3(g) [Cu(NH3)3]Ac·CO(aq) H<0,用氣體表示的平衡常數(shù)表達式為:K=,故答案為:低溫、高壓;

(2)鎂、鋁都是活潑的金屬單質(zhì),容易被空氣中的氧氣氧化,通入氬氣作保護氣,以防止二者被氧化,故答案為:防止Mg Al被空氣氧化;

根據(jù)題意,該合金在一定條件下可完全吸氫得到的混合物Y(含MgH2 和Al),完全吸氫的化學方程式為Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,故答案為:Mg17Al12+ 17H2= 17MgH2+12Al;

1molMg17Al12完全吸氫17mol,在鹽酸中會全部釋放出來,鎂鋁合金中的鎂和鋁都能與鹽酸反應(yīng)生成H2,生成氫氣的物質(zhì)的量分別為17mol、18mol,則生成氫氣一共(17+17+12×)mol=52mol,故答案為:52mol。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】20169月,喬歌里1中國首臺靜默移動發(fā)電站MFC30正式問世,MFC30是基于甲醇重整制氫燃料電池發(fā)電技術(shù)。

1)甲醇制氫方式主要有以下三種:反應(yīng)Ⅰ甲醇水蒸氣重整制氫:CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) H1=+49.4 kJ/mol反應(yīng)Ⅱ甲醇分解制氫:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H2=+90.6 kJ/mol反應(yīng)Ⅲ氣態(tài)甲醇氧化重整制氫同時生成二氧化碳和氫氣:

①已知CO的燃燒熱為283.0 kJ/mol,則反應(yīng)Ⅲ的熱化學反應(yīng)方程式為____________。

②該三種制氫方式中,等量的甲醇產(chǎn)生氫氣最多的是反應(yīng)____________。(、

2)實驗室模擬反應(yīng)Ⅰ甲醇水蒸氣重整制制氫觀察,合成氣組成n(CH3OH): n(H2O)=11時,體系中甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為____________________

②當溫度為250℃、壓強為P2時,反應(yīng)達平衡時H2的體積分數(shù)為____________

③圖中的壓強由小到大的順序是____________。

3MFC30燃料電池是以氫為燃料,Li2CO3K2CO3混合的碳酸鹽為電解質(zhì)的高溫型燃料電池,其負極的電極反應(yīng)式為____________,正極上通入的氣體為____________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)能將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的有(
①新制氯水 ②鐵 ③銅 ④稀硫酸.
A.①②③
B.③④
C.②③
D.①②③④

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】體積為1ml、濃度均為0.10mol/L的XOH和X2CO3溶液,分別加水稀釋至體積V,pH隨lgV的變化情況如圖所示,下列敘述中正確的是

A.XOH是弱堿

B.pH=10的兩種溶液中的c(X+):XOH大于X2CO3

C.已知H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1遠遠大于Ka2,則Ka2約為1.0×10-10.2

D.當lgV=2時,若X2CO3溶液升高溫度,溶液堿性增強,則c(HCO3-)/c(CO32-)減小

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是

A.將氯化鐵晶體溶解于濃鹽酸中配制氯化鐵溶液

B.溫度升高,水的電離程度增大

C.氯水中加入碳酸鈣,漂白性增強

D.反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)達平衡后,縮小反應(yīng)容器體積,混合氣體顏色變深

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下表為元素周期表中的一部分,表中列出了11種元素在周期表中的位置,按要求完成下列各小題。

1)化學性質(zhì)最不活潑的元素是_______(填元素符號,下同),非金屬性最強的元素是______。金屬性最強的單質(zhì)與水反應(yīng)的離子方程式是____________________

2)①③⑤三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物中,堿性最強的化合物的化學式是______。

3)①②③三種元素的原子半徑由大到小的順序是____>____>____。

4)某元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物既能與酸反應(yīng)生成鹽和水,又能和堿反應(yīng)生成鹽和水,該元素為________。在這兩種鹽中該元素的化合價為______,該元素的最高價氧化物和鹽酸反應(yīng)的離子方程式為___________。向該元素和⑧號元素形成的化合物的溶液中,緩慢滴加氫氧化鈉溶液至過量,產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象是____________,有關(guān)反應(yīng)的化學方程式為_______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)如下表:

元素編號

元素性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)

T

最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍

X

常溫下單質(zhì)為雙原子分子,分子中含有3對共用電子對

Y

M層比K層少1個電子

Z

第3周期元素的簡單離子中半徑最小

W

質(zhì)量數(shù)為31,原子核內(nèi)中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多1

(1)寫出元素T的原子結(jié)構(gòu)示意圖:__________________________。

(2)元素Y與元素Z相比,金屬性較強的是________________(用元素符號表示),下列表述中能證明這一事實的是________________(填字母)。

aY的化合價比Z

bY單質(zhì)與水反應(yīng)比Z單質(zhì)劇烈

cY的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比Z的強

(3)T、X、Y、Z中有兩種元素能形成既有離子鍵又有非極性共價鍵的化合物,則該該化合物的化學式為:_________________。

(4)TW形成的化合物被潮解后的產(chǎn)物是________________(填化學式)。

(5)元素T與氫元素以原子個數(shù)1:1化合形成化合物Q,元素X與氫元素以原子個數(shù)1∶2化合形成常用于火箭燃料的化合物W,QW發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成X的單質(zhì)和T的另一種氫化物,寫出該反應(yīng)的化學方程式:______________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列表述中正確的是

A.任何能使熵值增大的過程都自發(fā)進行

B.已知熱化學方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),則將2mol SO2(g)和1mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出Q kJ的熱量

C.人類利用的能源都是通過化學反應(yīng)獲得的

D.1 mol NaOH分別和1 mol CH3COOH、1 mol HNO3反應(yīng),后者比前者放出的熱量多

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某化學興趣小組為探究元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,設(shè)計了如下系列實驗。

Ⅰ.(1)將鈉、鉀、鎂、鋁各1 mol分別投入到足量的0.1 mol·L-1的鹽酸中,試預(yù)測實驗結(jié)果: _______與鹽酸反應(yīng)最快。

Ⅱ.利用下圖裝置可以驗證非金屬性的變化規(guī)律。

(2)儀器A的名稱為________,干燥管D的作用是____________________________。

(3)若要證明非金屬性:S>C>Si,則A中加 ____________B中加NaHCO3溶液、C中加___________,觀察到C中溶液的現(xiàn)象為________________________________________________。

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