题目内容

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：
时间（min）
浓度（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
（1） (1分)
（2）① 0．032 mol/(L·min) （1分）    0．25（2分）
② a d （2分，多选错选不给分，漏选给1分）
③ ＜（2分）
④ b c （2分，多选错选不给分，漏选给1分）

试题分析：（1）根据盖斯定律，反应Al2O3（s）+ 3C（s）＝  2Al（l）+ 3CO（g）可有方程式（1）×1/2+（2）得，因此代入相对应焓变值，得a/2+b；（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=（1-0．68）/10=0．032 mol/(L·min)，T1℃时，在20min时各组分浓度不再发生变化，说明反应达到平衡，可得平衡常数为（0．25×0．25）/0．52=0．25；②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，各组分浓度都增加，可能是缩小体积或增加NO，加入碳是固体，或加入催化剂，平衡不移动，因此选ad；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，相对原来的2:1：1，平衡向左移动，NO的量增加，根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应是放热反应，Q<0，④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态，a．单位时间内生成2nmol NO（g），反应向逆反应方向进行，消耗nmol CO2（g），也是向逆向进行，不能表示平衡，错误；b．反应体系的温度不再发生改变，因为是绝热体系，所以当温度不再改变时，表示达到平衡，正确；  c．混合气体的密度不再发生改变，体积不变，但碳是固体，当气体质量不再改变时，也就是密度不变，达到平衡，正确。
练习册系列答案
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“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式                    。
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）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图：
①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；

A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3   C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小
B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值增大
D. 反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度减小
F. 氢气的转化率减小
（3）最近科学家再次提出“绿色化学”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池，写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__                             。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液，如果起始时盛有1000mL pH＝5的硫酸铜溶液（25℃，CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                     ；若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入      （填物质名称），其质量约为   g。
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。
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)
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)。
(2)Al4C3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______________________________________。
（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
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH= ____ ___kJ/mol。
（2）在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______（填序号）。
A．每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
B．混合气体总物质的量不变
C．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。A、B两点的平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“=”或“＜”,下同）；由图判断ΔH _____0。

③某温度下，将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)="0.25" mol/L，则CO的转化率=          ，此温度下的平衡常数K=             （保留二位有效数字）。
（3）工作温度650℃的熔融盐燃料电池，用煤炭气（CO、H2）作负极反应物，空气与CO2的混合气体为正极反应物，催化剂镍作电极，用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物作电解质。负极的电极反应式为：CO+H2－4e-+2CO32-=3CO2+H2O；则该电池的正极反应式为                        。
在100 g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为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
则与100 g炭完全燃烧相比，损失的热量是（  ）
A．392．93 KjB．2 489．42 kJ
C．784．92 kJD．3 274．3 kJ
(1)(广东)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)　ΔH
①上述反应中，副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下：
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)(江苏)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)   ΔH1＝＋64.39 kJ·mol－1
②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)    ΔH2＝－196.46 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)    ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为______。
（10分）工业上制备BaCl2的工艺流程图如图：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查资
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制备BaCl2的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收，得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为                                                  。
②常温下，相同浓度的Na2S和NaHS溶液中，下列说法正确的是    （填字母）。
A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH小
B．两溶液中含有的离子种类不同
C．两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸，产生气体速率相等
D．两溶液中加入NaOH固体，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，当两种沉淀共存时，=       。 【已知：Ksp(AgBr)=5．4×10-13，Ksp(AgCl)=2．0×10-10】
（3）反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的ΔH =                     
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是：              （只要求答一条）。
氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
（1）氢气燃烧热值高。实验测得，在常温常压下，1 g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H2燃烧热的化学方程式为                    。
（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化方程式如下：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)；ΔH＝－92.4 kJ/mol
①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量)，反应速率与时间的关系如下图所示。图中t1时引起平衡移动的条件可能是        其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是           

②温度为T ℃时，将2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%。则反应的平衡常数为                       

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