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...

(10分)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：

①2Al2O3(s)+ 2AlCl3(g)+ 6C(s)＝6AlCl(g)+ 6CO(g) △H＝a kJ•mol-1

②3AlCl(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：

①T1℃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在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是　　

a．单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(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

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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：

①2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s) = 6AlCl(g)＋6CO(g) 　　 ΔH＝a kJ·mol－1

②3AlCl(g) ＝ 2Al(l)＋AlCl3(g)　　 ΔH＝b kJ·mol－1

反应：Al2O3(s)＋3C(s)＝2Al(l)＋3CO(g)的ΔH ＝　　　　 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)　 ΔH =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：

①0～10 min内，NO的平均反应速率v(NO)＝　　　　　　　　　　 ，T1℃时，该反应的平衡常数＝　　　　 　　　　　　　　　 。

②30 min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2 n mol NO(g)的同时消耗n mol 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

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（1）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作用。真空碳热还原一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）830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H＜0，试回答下列问题：

①若起始时c（CO）=2mol•L﹣1，c（H2O）=3mol•L﹣1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=__．

②在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol•L﹣1，c（H2O）=2mol•L﹣1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol•L﹣1，则此时该反应是否达到平衡状态__（填“是”与“否”），此时v（正）__v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是____________________

③若降低温度，该反应的K值将__，该反应的化学反应速率将__（均填“增大”“减小”或“不变”）．

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（1）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作用。真空碳热还原一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）830K时，在密闭容器中发生下列可逆反应：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）△H＜0，试回答下列问题：

①若起始时c（CO）=2mol•L﹣1，c（H2O）=3mol•L﹣1，达到平衡时CO的转化率为60%，则在该温度下，该反应的平衡常数K=__．

②在相同温度下，若起始时c（CO）=1mol•L﹣1，c（H2O）=2mol•L﹣1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.5mol•L﹣1，则此时该反应是否达到平衡状态__（填“是”与“否”），此时v（正）__v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），你判断的依据是____________________

③若降低温度，该反应的K值将__，该反应的化学反应速率将__（均填“增大”“减小”或“不变”）．

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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作用。

（1）真空碳热还原一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：

①0～10min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在恒容绝热条件下，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

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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用途。

（1）真空碳热还原—氧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：

Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)　　 △H=akJ·mol-1

3AlCl(g)═2Al(l)+AlCl3(g)　　 △H=bkJ·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：

①0～10min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．通入一定量的N2

c．适当升高反应体系的温度　　　　　　 d．加入合适的催化剂

e．适当缩小容器的体积

③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2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)

b．反应体系的压强不再发生改变

c．混合气体的密度保持不变

d．混合气体的平均相对分子质量保持不变

④若保持与上述反应前30min的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol/L，则反应达平衡时c(NO)=_______ mol/L。NO的转化率_______（填“增大”、“减小”或“不变”)。

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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：

①Al2O3（s）+3C（s）＝2Al（s）+3CO（g）　 △H1＝1344.1kJ·mol－1

②2AlCl3（g）＝2Al（s）+3Cl2（g）　 △H2＝1169.2kJ·mol－1

③Al2O3（s）+3C（s）+3Cl2（g）＝2AlCl3（g）+3CO（g）　 △H3＝QkJ·mol－1

下列有关说法正确的是（　　 ）

A．反应①中化学能转化为热能

B．反应②中若生成液态铝则反应热应大于△H2

C．反应③中1molAlCl3（g）生成时，需要吸收174.9kJ的热量

D．该生产工艺中能循环利用的物质只有AlCl3

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铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下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反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=________kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。

②Al4C3也是该反应过程中的一种中间产物。Al4C3 与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为_______________。

③甲烷和水反应可以制水煤气(混合气体)，在恒温、固定体积为V升的密闭容器中的反应微观示意图如下所示，根据微观示意图得出的结论中，正确的是_____________。

一定条件下经过t分钟达到化学平衡

a. 该反应方程式为：CH4+H2O = CO+3H2

b. 该反应平衡前后压强比为3：4

c. 该反应体系中含氢元素的化合物有3种

d. 该反应中甲烷的平衡转化率为50%

④水煤气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：

[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的适宜生产条件应是____________________。该条件下用气体表示的平衡常数表达式为：K=______________

（2）镁铝合金(Mg17Al12 )是一种潜在的贮氢材料，一般在氩气环境中将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下可完全吸氢得到的混合物Y(含MgH2 和Al)，Y在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_________________。

②写出镁铝合金(Mg17Al12 ) 在一定条件下完全吸氢的化学方程式 _________________。

③在6. 0 mol·L-1 HCl 溶液中，混合物Y 能完全释放出H2。1 mol Mg17 Al12 完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应，释放出H2 的物质的量为_________。

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铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

（1）真空碳热还原一氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

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反应Al2O3(s)+3C(s)===2Al(l)+3CO(g)的ΔH＝________kJ·mol−1(用含a、b的代数式表示)。

②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为：_____________________________________________________。

（2）镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是____________________________。

②在6.0mol·L−1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述足量盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为__________________。

③在0.5mol·L−1 NaOH和1.0mol·L−1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质的X－射线衍射谱图如图1所示(X－射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是_______________ (填化学式)。

（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2所示。该电池负极反应式为______________________________________。

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铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛．

（1）真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

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

②Al4C3是反应过程中的中间产物．Al4C3与盐酸反应（产物之一是含氢量最高的烃）的化学方程式为　 　　　　　 　　 ．

（2）镁铝合金（Mg17Al12）是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得．该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2═17MgH2+12Al．得到的混合物Y（17MgH2+12Al）在一定条件下可释放出氢气．

①熔炼制备镁铝合金（Mg17Al12）时通入氩气的目的是　　 　　　　　　　　 　 ．

②在6.0mol•L﹣1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2．1mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为　　 　　　　　　　 　　 ．

③在0.5 mol•L﹣1NaOH和1.0 mol•L﹣1MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X﹣射线衍射谱图如下图所示（X﹣射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）．在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是　 　　　　　　　　 　　 （填化学式）．

（3）铝电池性能优越，Al﹣AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图（图2）所示．该电池反应的化学方程式为：　　 　　　　　　　 　 ．

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