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:
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(mol/L) 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2n 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
(3)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如下图所示:
请写出该电池正极反应式 ;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300ml硫酸铜溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH= (不考虑溶液体积的变化)。
已知反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
在427°C时的平衡常数是9.4.如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol·L-1,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。
将5.0g碳酸钙放入一定量稀盐酸中恰好完全反应,得到40mL密度为1.32g/mL的溶液。试计算:
(1)生成标准状况下的二氧化碳气体多少升?(不考虑CO2在水中的溶解)
(2)所得溶液中氯化钙的物质的量浓度。
(3)所用稀盐酸的质量分数。
3.16 g KMnO4与50mL 12 mol·L-1过量浓盐酸完全反应(假设浓盐酸无挥发),化学方程式如下:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+ 5Cl2↑+8H2O,通过计算回答:
(1)未被氧化的HCl的物质的量是;
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积为多少升?
(3)在反应后的溶液中加足量的AgNO3溶液可生成多少克沉淀?
将一定量的PH3和H2的混合气体,依次通过两支加热的硬质玻璃管,第一支装有足量的铜屑,第二支装有足量的CuO。第一支玻璃管中因发生反应:2PH3+3CuCu3P2+3H2而增重4.96 g;第二支玻璃管反应后质量减轻了5.76 g。
试求:原混合气体中PH3与H2的体积比。
6.5g锌和100mL2mol/L稀硫酸完全反应,反应后溶液的体积仍为100mL。求:
(1)在标准状况下,生成气体的体积;
(2)生成物的物质的量浓度;
(3)反应后的溶液中SO的物质的量浓度;
(4)在反应后的溶液中加入1mol/L氢氧化钾溶液,恰好使其中的金属离子完全沉淀时,需加入氢氧化钾溶液的体积。