【題目】氧化鋁在工業(yè)生產(chǎn)中有多種用途。請根據(jù)信息回答:

1)以氧化鋁為原料,通過碳熱還原法可合成氮化鋁(AlN)

己知:2Al2O3(s)4Al(g)3O2(g) H1=+3351 kJ·mol1

2C(s)O2 (g)2CO(g) H2=-221 kJ·mol1

2Al(g)N2(g)2AlN(s) H3=-318 kJ·mol1

則碳熱還原法合成AlN的熱化學(xué)方程式為_____。

2)電解氧化鋁生產(chǎn)鋁時,陽極產(chǎn)生的副產(chǎn)物CO2,可通過CO2甲烷化再利用,反應(yīng)原理為:CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g) H4。

常壓下以Ru/TiO2作催化劑,在恒容且容積相同的不同容器中,分別充入10mol CO2H2的混合氣體(體積比14)于不同溫度下進行反應(yīng),第tmin時分別測定CH4的體積分數(shù),并繪成如圖甲所示曲線。

AB、C、D、E五點中,尚未達到平衡的點是___,該反應(yīng)的△H4__0(“>”“<”)

350℃時,在2L恒容密閉容器中測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示,則前10 min的平均反應(yīng)速率v(CO2)___;平衡常數(shù)為____

3)據(jù)文獻報道,科學(xué)家利用氮化鎵材料與銅組成如圖所示的人工光合系統(tǒng)裝置,成功地以CO2H2O為原料合成了CH4

①寫山銅電極表面的電極反應(yīng)式____。

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入少量__(選填鹽酸硫酸”)。

【答案】3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)H=+1026kJ/mol; AB; <; 0.4mol/(Lmin) 1 CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O 硫酸

【解析】

1)利用蓋斯定律進行計算;

2)反應(yīng)剛開始時,反應(yīng)向正向進行,同時對應(yīng)溫度所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率較慢,相同時間沒有達到平衡,所以甲烷的體積分數(shù)增多,C點時恰好達到平衡,因為C點的時候,C點得溫度高,對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率快,所以相同時間內(nèi)恰好達到平衡,C點之后,溫度升高速率更快,相同時間內(nèi)提前達到平衡,接下來得時間溫度影響平衡,使平衡發(fā)生移動,甲烷的體積分數(shù)減;

3)①根據(jù)電子移動方向判斷出銅為正極;

②鹽酸易揮發(fā),所以不行;

1)已知:①2Al2O3s=4Alg+3O2g)△H1=+3351kJmol-1
2Cs+O2g=2COg)△H2=-221kJmol-1
2Alg+N2g=2AlNs)△H3=-318kJmol-1
蓋斯定律計算(①+×3+×2得到3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)H=+1026kJ/mol;

2)①AB、C、DE五點中,尚未達到平衡的點是AB,因為反應(yīng)剛開始時,反應(yīng)向正向進行,同時對應(yīng)溫度所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率較慢,相同時間沒有達到平衡,所以甲烷的體積分數(shù)增多,C點時恰好達到平衡,因為C點的時候,C點得溫度高,對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率快,所以相同時間內(nèi)恰好達到平衡,C點之后,溫度升高速率更快,相同時間內(nèi)提前達到平衡,接下來得時間溫度影響平衡,使平衡發(fā)生移動,甲烷的體積分數(shù)減;根據(jù)C點之后溫度升高平衡向甲烷減少的方向移動,推測出溫度升高平衡向逆向移動,所以該反應(yīng)的△H4<0;

②在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2H2混和氣體(體積比1:4,總物質(zhì)的量50mol)進行反應(yīng),平衡時容器體積為2L,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為80%, CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

起始(mol/L)52000

變化(mol/L)4 16 4 8

平衡(mol/L)1 4 4 8

所以v(CO2)==0.4mol/(Lmin),反應(yīng)的平衡常數(shù)K==1;

3)①根據(jù)電子移動方向判斷出銅為正極,所以電極反應(yīng)方程式為CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;

②為提高該人工光合系統(tǒng)的工作效率,可向裝置中加入硫酸,來提高氫離子濃度,因為鹽酸易揮發(fā),所以不行;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海藻中含有豐富的、以離子形式存在的碘元素。如圖是實驗室從海藻里提取碘的流程中的一部分。

下列判斷正確的是(

A.步驟①③的操作分別是過濾、萃取

B.可用淀粉溶液檢驗步驟②的反應(yīng)是否進行完全

C.步驟③中加入的有機溶劑是四氯化碳或乙醇

D.步驟④的操作是過濾

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求回答下列問題:

Ⅰ.(1)在200℃、101kPa時,0.5molH2(g)與足量I2(g)完全反應(yīng)放出7.45kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式表示為________________________。

(2)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol

②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-b kJ/mol

③2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH3 = -c kJ/mol

a、b、c均大于0 則:反應(yīng)①中,ΔS______(選填“>”、“<”或“=”)0;2C(s)+4H2(g)+O2(g) = 2CH3OH(l) ΔH_______kJ/mol。

Ⅱ.已知水的電離平衡曲線如圖所示,試回答下列問題:

(3)圖中五點KW間的關(guān)系是__________________

(4)若從A點到D點,可采用的措施是________

a.升溫 b.加入少量的NaOH c.加入少量的NH4Cl

(5)E對應(yīng)的溫度下,在pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4 溶液中,水電離出的H+濃度之比為:________,若將兩溶液混合所得溶液的pH=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是

A. 已知 ,則固體與稀鹽酸完全反應(yīng),放出的熱量即為

B. 已知

C. 已知,則反應(yīng)物總能量小于生成物總能量

D. 已知(白磷,s)(紅磷,s),則白磷比紅磷穩(wěn)定

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一塊表面無銹的鐵片上滴食鹽水,放置一段時間后看到鐵片上有鐵銹出現(xiàn)。鐵片腐蝕過程中發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式:2Fe2H2OO22Fe(OH)2Fe(OH)2進一步被氧氣氧化為Fe(OH)3,再在一定條件下脫水生成鐵銹,其原理如圖所示。下列說法正確的是

A. 鐵片發(fā)生還原反應(yīng)而被腐蝕

B. 鐵片腐蝕生成的鐵銹可以保護內(nèi)層的鐵不被腐蝕

C. 鐵片腐蝕過程中負極發(fā)生的電極反應(yīng):2H2OO24e4OH

D. 鐵片里的鐵和碳與食鹽水形成了無數(shù)微小原電池,發(fā)生了電化學(xué)腐蝕

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】醋酸溶液中存在電離平衡:CH3COOHH+CH3COO,下列敘述不正確的是

A. 0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀釋或加熱均可使CH3COO的物質(zhì)的量增多

B. 0.1 mol/L CH3COOH 溶液加水稀釋,c(CH3COO)/c(CH3COOH) ·c(OH)]不變

C. 0.1 mol/L CH3COOH溶液中加入少量純醋酸,平衡向右移動,電離程度增大

D. 0.1 mol/L CH3COOH溶液加水稀釋后,溶液中c(CH3COOH)/c(CH3COO)的值減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】向一容積為1L的密閉容器中加入一定量的X、Y,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)aX(g)2Y(s) bZ(g) H0。圖是容器中X、Z的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線。根據(jù)以上信息,下列說法正確的是

A. 根據(jù)上圖可求得方程式中ab1:3

B. 推測在第7min時曲線變化的原因可能是升溫

C. 推測在第13min時曲線變化的原因可能是降溫

D. X表示0~10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為v(X)0.045mol/(L·min)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(題文)[化學(xué)——選修5:有機化學(xué)基礎(chǔ)]

近來有報道,碘代化合物E與化合物H在Cr-Ni催化下可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),合成一種多官能團的化合物Y,其合成路線如下:

已知:

回答下列問題:

(1)A的化學(xué)名稱是________________。

(2)B為單氯代烴,由B生成C的化學(xué)方程式為________________

(3)由A生成B、G生成H的反應(yīng)類型分別是________________________________。

(4)D的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(5)Y中含氧官能團的名稱為________________。

(6)E與F在Cr-Ni催化下也可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(7)X與D互為同分異構(gòu)體,且具有完全相同官能團。X的核磁共振氫譜顯示三種不同化學(xué)環(huán)境的氫,其峰面積之比為3∶3∶2。寫出3種符合上述條件的X的結(jié)構(gòu)簡式________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在常溫下,用0.1000 mol/L的鹽酸滴定25 mL 0.1000 mol/L Na2CO3溶液,所得滴定曲線如下圖所示。下列有關(guān)滴定過程中溶液相關(guān)微粒濃度間的關(guān)系不正確的是

A. a點:c( HCO3-)>c(Cl-)>c(C032-)

B. b點:c(Na+)+c(H+)=c(Cl)+c(HCO3-)+cCO32-+cOH-

C. c點:c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)

D. d點:cCl-=c(Na+)

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