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
(1) (1分)
(2)① 0.032 mol/(L·min) (1分)    0.25(2分)
② a d (2分,多選錯選不給分,漏選給1分)
③ <(2分)
④ b c (2分,多選錯選不給分,漏選給1分)

試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,反應Al2O3(s)+ 3C(s)=  2Al(l)+ 3CO(g)可有方程式(1)×1/2+(2)得,因此代入相對應焓變值,得a/2+b;(2)①0~10min內(nèi),NO的平均反應速率v(NO)=(1-0.68)/10=0.032 mol/(L·min),T1℃時,在20min時各組分濃度不再發(fā)生變化,說明反應達到平衡,可得平衡常數(shù)為(0.25×0.25)/0.52=0.25;②30min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡,各組分濃度都增加,可能是縮小體積或增加NO,加入碳是固體,或加入催化劑,平衡不移動,因此選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,相對原來的2:1:1,平衡向左移動,NO的量增加,根據(jù)升高溫度,平衡向吸熱反應方向移動,正反應是放熱反應,Q<0,④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),a.單位時間內(nèi)生成2nmol NO(g),反應向逆反應方向進行,消耗nmol CO2(g),也是向逆向進行,不能表示平衡,錯誤;b.反應體系的溫度不再發(fā)生改變,因為是絕熱體系,所以當溫度不再改變時,表示達到平衡,正確;  c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變,體積不變,但碳是固體,當氣體質(zhì)量不再改變時,也就是密度不變,達到平衡,正確。
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟”正成為科學家研究的主要課題。
(1)寫出CO2與H2反應生成CH4和H2O的熱化學方程式                    。
已知: ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH=-41kJ·mol-1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)            ΔH=-73kJ·mol-1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH=-171kJ·mol-1
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下,該反應中CO2的平衡轉化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖:
①在其他條件不變時,請在上圖中畫出平衡時CH3OCH3的體積分數(shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。

②某溫度下,將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中,反應到達平衡時,改變壓強和溫度,平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分數(shù)變化情況如圖所示,關于溫度和壓強的關系判斷正確的是            ;

A. P3>P2,T3>T2        B. P1>P3,T1>T3   C. P2>P4,T4>T2        D. P1>P4,T2>T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣,一定條件下反應達到平衡狀態(tài)。當改變反應的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向逆反應方向移動的是      ;
A. 正反應速率先增大后減小
B. 逆反應速率先增大后減小
C. 化學平衡常數(shù)K值增大
D. 反應物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉化率減小
(3)最近科學家再次提出“綠色化學”構想:把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學反應后使空氣中的CO2轉變?yōu)榭稍偕剂霞状。甲醇可制作燃料電池,寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負極反應式__                             。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液,如果起始時盛有1000mL pH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時可觀察到的現(xiàn)象是                     ;若要使溶液恢復到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入      (填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為   g。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

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)生活中的應用日趨廣泛。
真空碳熱還原-氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關反應的熱化學方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)
ΔH=a kJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)ΔH=b kJ·mol-1
(1)反應Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2)Al4C3是反應過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為______________________________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g)         ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
則反應CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。
A.每消耗1 mol CO的同時生成2molH2
B.混合氣體總物質(zhì)的量不變
C.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化
②CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如圖所示。A、B兩點的平衡常數(shù)K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由圖判斷ΔH _____0。

③某溫度下,將2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密閉容器中,充分反應后,達到平衡時測得c(CO)="0.25" mol/L,則CO的轉化率=          ,此溫度下的平衡常數(shù)K=             (保留二位有效數(shù)字)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,用煤炭氣(CO、H2)作負極反應物,空氣與CO2的混合氣體為正極反應物,催化劑鎳作電極,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物作電解質(zhì)。負極的電極反應式為:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;則該電池的正極反應式為                        。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

在100 g炭不完全燃燒所得氣體中CO和CO2的體積比為1∶2。已知:
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)       ΔH1=-110.35 kJ/mol
CO(g)+1/2O2 =CO2(g)       ΔH2=-282.57 kJ/mol
則與100 g炭完全燃燒相比,損失的熱量是(  )
A.392.93 KjB.2 489.42 kJ
C.784.92 kJD.3 274.3 kJ

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)(廣東)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學方程式為:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)===3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
①上述反應中,副產(chǎn)物礦渣可用來________。
②已知相同條件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
SiO2(s)+CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=____________。
(2)(江蘇)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知:
①Cu(s)+2H(aq)===Cu2(aq)+H2(g)   ΔH1=+64.39 kJ·mol1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)    ΔH2=-196.46 kJ·mol1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l)    ΔH3=-285.84 kJ·mol1
在H2SO4溶液中,Cu與H2O2反應生成Cu2和H2O的熱化學方程式為______。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(10分)工業(yè)上制備BaCl2的工藝流程圖如圖:

某研究小組在實驗室用重晶石(主要成分BaSO4)對工業(yè)過程進行模擬實驗。查資
料得:
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s)  ΔH1 = +571.2 kJ·mol-1  ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s)  ΔH2= +226.2 kJ·mol-1  ②
(1)①制備BaCl2的工藝流程圖中氣體A用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na2S水解的離子方程式為                                                  。
②常溫下,相同濃度的Na2S和NaHS溶液中,下列說法正確的是    (填字母)。
A.Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小
B.兩溶液中含有的離子種類不同
C.兩溶液中滴入同體積同濃度的鹽酸,產(chǎn)生氣體速率相等
D.兩溶液中加入NaOH固體,c(S2-)都增大
E.NaHS溶液中:c(Na+) >c(HS-) >c(OH-) >c (H+)
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時,=       。 【已知:Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10
(3)反應C(s) + CO2(g)2CO(g)的ΔH =                     
(4)實際生產(chǎn)中必須加入過量的炭,同時還要通入空氣,其目的是:              (只要求答一條)。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
(1)氫氣燃燒熱值高。實驗測得,在常溫常壓下,1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒熱的化學方程式為                    。
(2)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol
①當合成氨反應達到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應速率與時間的關系如下圖所示。圖中t1時引起平衡移動的條件可能是        其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是           

②溫度為T ℃時,將2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應后測得N2的轉化率為50%。則反應的平衡常數(shù)為                       

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