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(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 |
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,其原理如下左图所示: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)。
(1)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈(填“酸性”,“中性”或“碱性”,下同),溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“ >” 或“=”或“<” )。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈,
溶液中c(Na+) c(CH3COO-)
(3)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈,醋酸体积氢氧化钠溶液体积。
(4)将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7,则醋酸溶液中c(H+)氢氧化钠溶液中c(OH-),m与n的大小关系是mn。
在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
| t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
| K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=。
(2)该反应为反应(选填吸热、放热)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是。
a. 容器中压强不变 b. 混合气体中c(CO)不变
c. v正(H2)=v逆(H2O) d. c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)。试判断此时的温度为_____________
可逆反应3A(g)
3B(?)+C(?)(正反应吸热)达到化学平衡后,
(1)升高温度,用“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”填空。
①若B、C都是气体,气体的平均相对分子质量;
②若B、C都不是气体,气体的平均相对分子质量;
③若B是气体,C不是气体,气体的平均相对分子质量;
(2)如果平衡后保持温度不变,将容器体积增加一倍,新平衡时A的浓度是原来的60%,则B是态,C是态。
(3)如果B为气体,C为固体,取3molA恒温下在1L容器中充分反应,平衡时测得B的浓度为2.1mol/L。若使反应从逆反应开始,起始时在容器中加入3molB ,同样条件下,要使平衡时B的浓度仍为2.1mol/L,则C的取值范围应该是。
下图为以惰性电极进行电解: 
(1)写出A、B、C、D各电极上的电极方程式:
A________________________________
B________________________________
C________________________________
D________________________________
(2)在A、B、C、D各电极上析出生成物的物质的量比为____________________________。
将3.84g铜置入一定量的浓硝酸中,并微热,随着铜的不断减少,反应生成的气
颜色逐渐变浅,当铜反应完毕时(铜片完全消失),共收集到2.24L气体(标准状况),求:
(1)上述过程中,有关反应的离子方程式为;
。
(2)反应中被还原的HNO3的物质的量是 mol。生成的NO与 NO2物质的量之比为。
(3)将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中,并向其中缓慢通入O2,使其充分反应,若要使水恰好充满容器,理论上需要摩尔O2参加反应。