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：

反应的 ___________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 在时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

内，NO的平均反应速率 ________________，时，该反应的平衡常数 _______________；

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．

通入一定量的NO b.加入一定量的活性炭

加入合适的催化剂 适当缩小容器的体积

若30min后升高温度至，达到平衡时，容器中NO、、的浓度之比为3：1：1，则Q____________填“”或“”．

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．

单位时间内生成的同时消耗

反应体系的温度不再发生改变

混合气体的密度不再发生改变

反应体系的压强不再发生改变

（3）铝电池性能优越， 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 ___________不考虑溶液体积的变化。

Answer 1

【答案】 ad bc 2

【解析】（1）根据反应①、②

再根据盖斯定律可知，①+②即得到反应

，所以该反应的（0.5a+b）。

（2）分析图表数据，0~10min内，NO的平均反应速率（NO）==0.032，化学平衡三段式列式计算平衡浓度：

起始量（mol/L） 1 0 0

变化量（mol/L） 0.5 0.25 0.25

平衡量（mol/L） 0.5 0.25 0.25

K==0.25mol/L，因此，本题正确答案为：0.032；0.25

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，图表数据分析可知一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度都增大，a.通入一定量的NO，反应正向进行，达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度都增大，故a符合；b. 加入一定量的活性炭是固体，对平衡无影响，故b不符合；加入合适的催化剂，只能改变化学反应速率，不能改变平衡；浓度不变，故c不符合；适当缩小容器的体积，反应前后是气体体积不变的反应，平衡不动，但各物质浓度增大，故d符合；因此，本题正确答案为ad；

③30min后，达到平衡时容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2：1：1，升高温度至，达到平衡时，容器中NO、、的浓度之比为3：1：1，说明升温后平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，故Q< 。

在恒容条件下，体积不变。无论反应是否达到平衡，单位时间内生成的同时消耗 ，故a错误；该反应为放热反应，所以反应体系的温度随着反应的进行而改变，当平衡时，反应体系的温度不变，故b正确；c. 反应中有固体参加，反应前后固体质量不相等，所以当反应达到平衡时，混合气体的密度不再变化，故c正确；d.无论反应是否达到平衡状态，压强始终不变，故d错误；故选bc。

（3）原电池工作时Al被氧化，应为电池的负极，Ag2O被还原，应为电池的正极，正极上氧化银得电子和水反应生成银和氢氧根离子，正极反应为：Ag2O+2e-+H2 O=2Ag+2OH-；

根据反应中得失电子数相等计算，消耗27mgAl失去电子0.003mol，则需要氢氧根离子的物质的量=0.003mol，溶液中增加氢离子的物质的量为0.003mol，则溶液中氢离子浓度=

=0.01mol/L，pH=-lg0.01=2。故答案为：Ag2O+2e-+H2 O=2Ag+2OH-；2