[题目]以氧化铝为原料.通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN),通过电解法可制取铝.电解铝时阳极产生的CO2.可通过二氧化碳甲烷化再利用.请回答:⑴已知:2Al2O3+3O2(g) △H1=3351 kJ·mol-12C(s)+O2 △H2=-221 kJ·mol-12Al(g) + N2 △H3=-318 kJ·mol-1碳热还原Al2O3合成AlN的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】以氧化铝为原料，通过碳热还原法可合成氮化铝(AlN)；通过电解法可制取铝。电解铝时阳极产生的CO2，可通过二氧化碳甲烷化再利用。

请回答：

⑴已知：2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g) △H1=3351 kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ·mol-1

2Al(g) + N2(g)=2AlN(s) △H3=-318 kJ·mol-1

碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是_____，该反应自发进行的条件____________。

(2)在常压，Ru/TiO2催化下，CO2和H2混合气体(体积比1：4，总物质的量a mol)进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示(选择性:转化的CO2中生成CH4或CO的百分比)。

反应I CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1

反应II CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2

①下列说法不正确的是_____

A. △H1小于零

B.温度可影响产物的选择性

C.CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少

D.其他条件不变，将CO2和H2的初始体积比改变为1:3，可提高CO2平衡转化率

②350℃时，反应I在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，该温度下反应I的平衡常数为________(用a、V表示)。

③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如图3所示。画出400℃下0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。________

据文献报道，CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，生成甲烷的电极反应式是__________。

【答案】 3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g) △H=1026kJmol 高温自发 AD 625V2/a2 CO32-+8e-+7H2O=CH4+10OH-

【解析】⑴已知：①2Al2O3(s)=4Al(g)+3O2(g) △H1=+3351 kJ·mol-1，②2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ·mol-1，③2Al(g) + N2(g)=2AlN(s) △H3=-318 kJ·mol-1，根据盖斯定律①/2+②×3/2+③即得到碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g) △H=+1026kJmol。正反应是吸热的熵变增加的反应，因此该反应自发进行的条件高温。(2)①A. 根据图像可知CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少，升高温度转化率升高，正反应是吸热反应，△H1大于零。后来降低，根据图2 可知是由于选择性造成的，A错误；B.根据图2可判断温度可影响产物的选择性，B正确；C.根据图像可知CO2平衡转化率随温度升高先增大后减少，C正确；D.其他条件不变，增大氢气的浓度可提高CO2转化率，D错误，答案选AD。②350℃时，反应I在t1时刻达到平衡，平衡时容器体积为VL，此时CO此时，则

CO2(g)+4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)

起始量（mol） 0.2a 0.8a 0 0

转化量（mol） 0.16a 0.64a 0.16a 0.32a

平衡量（mol） 0.04a 0.16a 0.16a 0.32a

该温度下反应I的平衡常数为=625V2/a2。

③根据图1可知400℃下时CO2转化率降低，生成的甲烷减少，则0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线为；CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷，反应中碳元素化合价降低，在阴极生成甲烷，电极反应式是CO32-+8e-+7H2O=CH4+10OH-。

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（2）选用的指示剂是。(a、石蕊 b、甲基橙)

（3）用标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手把握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视______________________。

（4）下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是_______________。

A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液

B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥

C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失

D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数

（5）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，请将数据填入下面表格的空白处。

滴定次数	待测氢氧化钠溶液的体积/ mL	0.1000 mol/L 盐酸的体积/ mL
滴定次数	待测氢氧化钠溶液的体积/ mL	滴定前刻度	滴定后刻度	溶液体积/ mL
第一次	25.00
第二次	25.00	2.00	28.08	26.08
第三次	25.00	0.22	26.34	26.12

（6）请根据上表中数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度：c(NaOH)＝。

（7）滴定终点的判定依据是。

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