碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
(1)真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)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
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=
kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ·mol-1。在T1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
時(shí)間(min)
濃度(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內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=
,T1℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
;
②30min后,只改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是
(填字母編號(hào))。
a.通入一定量的NO
b.加入一定量的活性炭
c.加入合適的催化劑
d.適當(dāng)縮小容器的體積
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,則Q
0(填“>”或“<”)。
④在恒容條件下,能判斷該反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (填選項(xiàng)編號(hào))。
a.單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol NO(g)的同時(shí)消耗n mol CO2(g)
b.反應(yīng)體系的溫度不再發(fā)生改變
c.混合氣體的密度不再發(fā)生改變
d.反應(yīng)體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生改變
(3)鋁電池性能優(yōu)越,Al—Ag2O電池可用作水下動(dòng)力電源,其原理如下圖所示:

請(qǐng)寫(xiě)出該電池正極反應(yīng)式
;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300ml硫酸銅溶液(過(guò)量),消耗27mg Al,則電解后溶液的pH=
(不考慮溶液體積的變化)。