题目内容

（14分）已知用NaAlO2制备α—Al(OH)3及能量转化关系如图：

（1）反应②的热化学方程式为                          。
（2）根据上述能量转化关系，拜耳公司找到了一种简捷的从铝土矿获取Al2O3的方法，流程如下：

①物质A的化学式为           ；
②步骤Ⅲ的化学反应方程式为                                    ；检验步骤Ⅲ中沉淀是否洗净的方法是                          ；
③步骤Ⅱ采用冷却的方法析出α—Al(OH)3，该措施的依据是               ；
④工业上可电解上述产物Al2O3以获得Al，若获得2.7kgAl，则理论上消耗A的物质的量至少为       mol。有人提出用熔融Na[AlCl4]与NaCl的混合物代替Al2O3进行电解获得Al，则阴极反应为              。
（14分）
（1）NaAlO2(aq)+2H2O(l) = NaOH(aq)+α—Al(OH)3（s） ?H=—50kJ?mol?1（2分）
（2）①NaOH（2分） ②2Al(OH)3Al2O3+3H2O（2分）
取最后一次洗涤液做焰色反应，如果火焰没有黄色则已经洗净，反之则未洗净（2分）
③NaAlO2水解生成α—Al(OH)3为放热反应，冷却降温促使NaAlO2水解正向移动或减小α—Al(OH)3在强碱中的溶解（2分）
④100（2分） AlCl4-+3e?=Al+4Cl?（2分）

试题分析：（1）首先写出反应②的化学方程式并注明状态NaAlO2(aq)+2H2O(l) = NaOH(aq)+α—Al(OH)3（s）根据盖斯定律求出该反应的焓变?H=­—1/2?H1 + 1/2?H3=—50kJ?mol?1，可得热化学方程式为。
（2）①Al2O3为两性氧化物，所以物质A为NaOH。
②步骤Ⅲ为Al(OH)3焙烧分解生成Al2O3，所以化学方程式为：2Al(OH)3Al2O3+3H2O；步骤Ⅲ中沉淀如果没有洗涤干净，表面会含有Na+，所以检验方法为：取最后一次洗涤液做焰色反应，如果火焰没有黄色则已经洗净，反之则未洗净。
③根据（1）中热化学方程式可知NaAlO2水解生成α—Al(OH)3为放热反应，冷却降温促使NaAlO2水解正向移动或减小α—Al(OH)3在强碱中的溶解。
④根据化学方程式可得对应关系：Al ～ NaOH 所以n（NaOH）=2700g÷27g/mol=100mol，阴极上发生AlCl4-得电子反应，电极方程式为：AlCl4-+3e?=Al+4Cl?
练习册系列答案
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(14 分) 一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业。
⑴高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，相关反应的热化学方程式如下：
4CO(g)＋Fe3O4(s)＝4CO2(g)＋3Fe(s)   △H="a" kJ·mol－1
CO(g)＋3Fe2O3(s)＝CO2(g)＋2Fe3O4(s)   △H="b" kJ·mol－1
反应3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s)的△H=     kJ·mol－1(用含a、b 的代数式表示)。
⑵电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到。
第一步：2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)  △H>0
第二步：HCOOCH3(g)CH3OH(g) +CO(g)    △H>0
①第一步反应的机理可以用下图表示：

图中中间产物X的结构简式为     。
②在工业生产中，为提高CO的产率，可采取的合理措施有     。
⑶为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X—射线衍射谱图如图所示（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）。反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为     。

⑷某催化剂样品（含Ni2O340%，其余为SiO2）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2 g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4（沸点43 ℃），并在180 ℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质。
上述两步中消耗CO的物质的量之比为     。
⑸为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。若空气中含CO，则溶液中会产生黑色的Pd沉淀。每生成5.3gPd沉淀，反应转移电子数为     。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图所示。这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为     。
（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成，反应方程式为                      。
（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1；H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)，等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。
温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中，测得H2的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度             （填“升高”、“降低”、“不变”）
已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g);△H="-24.8" kJ/mol
Fe2O3(s)+ CO(g)Fe3O4(s)+CO2(g)；△H="-15.73" kJ/mol
Fe3O4(s)+ CO(g)3FeO（s）+CO2(g);△H="+640.4" kJ/mol
则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为                          （      ）
A．-218 kJ/molB．-109 kJ/molC．+218 kJ/molD．+109 kJ/mol
已知反应X+Y＝M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是             (　　)
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
下列说法中正确的是（   ）                                                          
A．伴有能量变化的物质变化都是化学变化B．物质发生化学反应一定伴随着能量变化
C．吸热反应在常温下不能发生D．放热反应的发生无需任何条件
铁锈的主要成分为Fe2O3· xH2O，已知298K时，由单质生成Fe2O3的ΔH＝－824 kJ/mol且ΔH－T？S＝－742.4 kJ/mol。计算说明在－150℃的空气中铁是否发生锈蚀？
下列说法中不正确的是(      )
A．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．吸热反应需要加热后才能发生
D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出还是吸收能量
氨气是氮循环中的重要物质，在人类的生产和生活中有着广泛的应用。
（1）如图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图，则该反应生成液态氨的热化学方程式是                                               。

（2）已知：①H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
②C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)  ΔH＝－Q2 kJ/mol   ③C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH＝－Q3 kJ/mol
则23 g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放出的热量为           kJ（请用Q1、Q2、Q3来表示 ）

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