Question

【题目】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用途．
（1）真空碳热还原﹣氧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：
Al2O3（s）+AlCl3（g）+3C（s）═3AlCl（g）+3CO（g）△H=akJmol﹣1
3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=bkJmol﹣1
反应Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）的△H=kJmol﹣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 kJmol﹣1 ． 在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

	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．通入一定量的N2 c．适当升高反应体系的温度
d．加入合适的催化剂 e．适当缩小容器的体积
③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2nmolNO（g）的同时消耗nmolCO2（g）
b．反应体系的压强不再发生改变
c．混合气体的密度保持不变
d．混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前3Omin的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol/L，则反应达平衡时c（NO）=mol/L．NO的转化率（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（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27mgAl，则电解后溶液的pH=（不考虑溶液体积的变化）．

Answer 1

【答案】
（1）a+b
（2）0.032mol?L﹣1?min﹣1；0.25；ae；cd；1.25；不变
（3）Ag2O+2e﹣+H2O=2Ag+2OH﹣；2
【解析】解：（1）①a、2Al2O3（s）+2AlCl3（g）+6C（s）═6AlCl（g）+6CO（g）△H=a kJmol﹣1b、3AlCl（g）═2Al（l）+AlCl3（g）△H=b kJmol﹣1
依据盖斯定律a+b得到：Al2O3（s）+3C（s）═2Al（l）+3CO（g）△H=（a+b）kJ/mol；
所以答案是：a+b；（2）①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）= =0.032molL﹣1min﹣1；C（s）+2NO（g）N2（g）+CO2（g），平衡浓度c（N2）=0.25mol/L；c（CO2）=0.25mol/L；c（NO）=0.5mol/L；反应的平衡常数K= = =0.25；
所以答案是：0.032molL﹣1min﹣1 ， 0.25；②30min后，根据图表数据得改变条件后的平衡常数计算K= = =0.25，平衡常数保持不变，说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，NO、N2、CO2的浓度均增大；
a．通入一定量的NO，反应正向移动，NO、N2、CO2的浓度均增大，故a正确；
b．通入一定量的N2 ， 反应逆向移动，NO、N2的浓度增大，CO2的浓度减小，故b错误；
c．因为平衡常数保持不变，说明改变的条件一定不是温度，故c错误；
d．加入合适的催化剂，催化剂只改变化学反应速率，NO、N2、CO2的浓度均不变，故d错误；
e．适当缩小容器的体积，NO、N2、CO2的浓度均增大，故e正确；
所以答案是：ae；③a、单位时间内生成2n mol NO（g）的同时消耗n mol CO2（g），都是指逆反应方向，则不能判断达到化学平衡状态，故a错误；
b．该反应前后气体系数不变，所以反应体系的压强一直不变，则反应体系的压强不再发生改变，不能判断达到化学平衡状态，故b错误；
c．反应中有固体参加，反应前后气体的质量在变，而体积不变，所以混合气体的密度一直在变，则当混合气体的密度保持不变，能说明达到化学平衡状态，故c正确；
d．反应中有固体参加，反应前后气体的质量在变，而反应前后气体的物质的量不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直在变，则当合气体的平均相对分子质量保持不变，能说明达到化学平衡状态，故d正确；
所以答案是：cd；④若保持与上述反应前3Omin的反应条件不变，起始时NO的浓度为2.50mol/L，相对于增大压强，又反应前后的系数不变，所以平衡不移动，NO的转化率不变，则反应达平衡时c（NO）=2.50mol/L× =1.25mol/L，所以答案是：1.25mol/L；不变；（3）正极上氧化银得电子和水反应生成银和氢氧根离子，电极反应式为：Ag2O+2e﹣+H2O=2Ag+2OH﹣；根据反应中得失电子数相等计算，消耗27mg Al失去电子0.003mol，则需要氢氧根离子的物质的量=0.003mol，溶液中增加氢离子物质的量为0.003mol，则溶液中氢离子的浓度= =0.01mol/L，pH=﹣lg0.01mol/L=2．
所以答案是：Ag2O+2e﹣+H2O=2Ag+2OH﹣；2．
【考点精析】利用化学平衡的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．