题目内容
【题目】铝的利用成为人们研究的热点，是新型电池研发中重要的材料。
（1）通过以下反应制备金属铝。
反应1：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)；ΔH1＝akJ·mol－1
反应2：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)；ΔH2＝bkJ·mol－1
反应3：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)；ΔH3
试比较a、b的大小，并说明理由：a___b，理由是___。
（2）在高温条件下进行反应：2Al(l)＋AlCl3(g)
3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉，再分别充入1molAlCl3(g)，在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图，在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。___
②1100℃时，向2L密闭容器中通入3molAlCl(g)，发生反应：3AlCl(g)2Al(l)＋AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%，则该反应的平衡常数K＝___。
③加入3molAlCl(g)，在不同压强下发生反应，温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是___。研究表明，当温度达到2500℃以上时，图中曲线重合，试分析可能原因___。
（3）用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。该电池充电时，阴极的电极反应式为___。
【答案】< 因为反应3为分解反应，是吸热反应，所以(b-a)>0； 
或14.8 900℃时，产率已经较高，升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低 高温条件下，可能Al气化使反应前后气体分子数相等，相同温度不同压强下达到平衡，产率相同 4Al2Cl7-＋3e－=Al＋7AlCl4-
【解析】
(1)、反应1：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)；ΔH1＝akJ·mol－1
反应2：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)；ΔH2＝bkJ·mol－1
根据盖斯定律反应2-反应1得到反应3的焓变△H3，即可比较出a、b大小；
(2)①反应2Al (I) +AlCl3 (g) =3AlCl (g) 正向是体积增大的反应，容器A是恒容体系，容器B是恒压体系，随着反应进行，气体物质的量增大，容器A中压强增大，容器B体积增大，反应达到平衡时，容器B相当容器A减压，则容器B中反应速率减小、平衡时间增大；
②根据反应的三段式计算平衡时各物质的浓度，代入平衡常数K表达式中计算K；
③观察图3可知，压强一定，温度达到850°C后，AlCl3的产率随温度升高变化不大，结合升温会增大能耗分析解答；
(3) 由图4可知，原电池负极Al失去电子与AlCl4-结合生成Al2Cl7-；充电时，原电池负极与电源负极相接，成为阴极，发生得电子的还原反应，据此解答。
(1)、反应1：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)；ΔH1＝akJ·mol－1
反应2：Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)；ΔH2＝bkJ·mol－1
根据盖斯定律反应2-反应1得到反应3: 反应3：3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)；△H3= (b- a) kJ.mol1，因为反应3为分解反应，是吸热反应，所以(b-a) >0，故答案为：<，因为反应3为分解反应，是吸热反应，所以(b-a) >0；
(2)、①容器A是恒容体系，容器B是恒压体系， 反应正向是体积增大的反应，随着反应进行，气体物质的量增大，则容器A中压强增大、容器B体积增大，反应达到平衡时，容器B相当容器A减压，则容器B中反应速率减小，平衡时间增大，关系如图，故答案为：；
②反应的三段式为3AlCl(g)
2Al(l)＋AlCl3(g)
起始浓度(mol/L) 1.5 0 0
变化浓度(mol/L) 1.2 0.4 0.4
平衡浓度(mol/L) 0.3 0.4 0.4
平衡常数
=，故答案为：
③观察图3可知，压强一定温度达到850°C后，AlCl3的产率随温度升高变化不大，所以反应选择温度为900°C是为了降低能耗、提高经济效益，故答案为:：900°C时， 产率已经较高，升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低；
(3)由图4可知，原电池负极Al失去电子与AlCl4-结合生成Al2Cl7-，负极反应式为Al＋7AlCl4--3e－=4Al2Cl7-
，充电时，原电池负极成为阴极，发生的反应与原电池反应相反，即阴极电极反应式为4Al2Cl7-＋3e－=Al＋7AlCl4-，故答案为：4Al2Cl7-＋3e－=Al＋7AlCl4-；
【题目】某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图1所示，A中放有浓硫酸，B中放有无水乙醇、无水醋酸钠，D中放有饱和碳酸钠溶液。
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl26C2H5OH。
②有关有机物的沸点：
试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸点/℃ | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
请回答：
（1）浓硫酸的作用是__________；若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示18O位置的化学方程式：__________。
（2）球形干燥管C的作用是__________。若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，反应结束后D中的现象是__________。
（3）采用分液法从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，然后加入无水氯化钙，分离出__________；再加入无水硫酸钠除去水，然后进行__________（填操作名称），以得较纯净的乙酸乙酯。
（4）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是______(填字母代号)。
A．反应掉乙酸和乙醇
B．反应掉乙酸并吸收部分乙醇
C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小，有利于分层析出
D．加速酯的生成，提高其产率
（5）另一化学课外小组对上述实验进行了改进，设计了图2所示的装置，利用浓硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯(铁架台、铁夹、加热装置均已略去)与图1所示装置相比，此装置的主要优点有（写出一条即可）__________。