碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．（1）真空碳热还原

发布时间：2025-04-12 17:58

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问题描述:

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要的作用．

（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

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

反应Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=______kJ•mol-1（用含a、b的代数式表示）；

（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物．某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）△H=Q kJ•mol-1．在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（min）

浓度（mol/L）01020304050NO1.000.680.500.500.600.60N200.160.250.250.300.30CO200.160.250.250.300.30①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=______，T1℃时，该反应的平衡常数K=______；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是______ （填字母编号）．

a．通入一定量的NO b．加入一定量的活性炭

c．加入合适的催化剂 d．适当缩小容器的体积

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q______0（填“＞”或“＜”）．

④在恒容条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是______（填选项编号）．

a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g）

b．反应体系的温度不再发生改变

c．混合气体的密度不再发生改变

d．反应体系的压强不再发生改变

（3）铝电池性能优越，Al-Ag2O电池可用作水下动力电源，其原理如图所示：请写出该电池正极反应式______；常温下，用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液（过量），消耗27mg Al，则电解后溶液的pH=______ （不考虑溶液体积的变化）．

贺伟回答:

　　（1）①a、2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=akJ•mol-1b、3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJ•mol-1依据盖斯定律a÷2+b得到：Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）△H=0.5a+bKJ/mol；故答案为：0.5a+b；（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=1.00mol/L-0.68mol/L10min

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