Question

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(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁，其相關(guān)的熱化學(xué)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(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）。

（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(yīng)C（s）+ 2NO（g） N2（g）+ CO2（g）；△H= Q kJ?mol-1。在T1℃時(shí)，反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下：

時(shí)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(yīng)速率v（NO）= ，T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)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(hào)）

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(dāng)縮小容器的體積

③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，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(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 （填選項(xiàng)編號(hào)）

a．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmol NO（g）的同時(shí)消耗nmol CO2（g）

b．反應(yīng)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

 

Answer 1

（1） (1分)

（2）① 0．032 mol/(L·min) （1分） 0．25（2分）

② a d （2分，多選錯(cuò)選不給分，漏選給1分）

③ ＜（2分）

④ b c （2分，多選錯(cuò)選不給分，漏選給1分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Al2O3（s）+ 3C（s）＝ 2Al（l）+ 3CO（g）可有方程式（1）×1/2+（2）得，因此代入相對(duì)應(yīng)焓變值，得a/2+b；（2）①0～10min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率v（NO）=（1-0．68）/10=0．032 mol/(L·min)，T1℃時(shí)，在20min時(shí)各組分濃度不再發(fā)生變化，說(shuō)明反應(yīng)達(dá)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(yīng)重新達(dá)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(dòng)，因此選ad；③若30min后升高溫度至T2℃，達(dá)到平衡時(shí)，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3：1：1，相對(duì)原來(lái)的2:1：1，平衡向左移動(dòng)，NO的量增加，根據(jù)升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，Q<0，④在恒容絕熱條件下，能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，a．單位時(shí)間內(nèi)生成2nmol NO（g），反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，消耗nmol CO2（g），也是向逆向進(jìn)行，不能表示平衡，錯(cuò)誤；b．反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變，因?yàn)槭墙^熱體系，所以當(dāng)溫度不再改變時(shí)，表示達(dá)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(dāng)氣體質(zhì)量不再改變時(shí)，也就是密度不變，達(dá)到平衡，正確。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、化學(xué)反應(yīng)原理