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:
2Al
2O
3(s)+2AlCl
3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ?mol
-13AlCl(g)═2Al(l)+AlCl
3(g)△H=b kJ?mol
-1反应Al
2O
3(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)?N
2(g)+CO
2(g)△H=Q kJ?mol
-1.在T
1℃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 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=______,T
1℃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T
2℃,达到平衡时,容器中NO、N
2、CO
2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2nmol NO(g)的同时消耗nmol CO
2(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-Ag
2O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27mg Al,则电解后溶液的pH=______ (不考虑溶液体积的变化).