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【题目】以铝土矿(主要成分为Al2O3)为原料用真空氯化亚铝AlCl歧化法无需进行分离提纯,直接制备金属Al。其反应过程主要由两步组成如下图:

1)已知:

Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH+1346 kJ·mol 1

3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH140 kJ·mol 1

①第一步反应的热化学方程式是______

第二步AlCl分解反应的化学平衡常数K随温度升高而______(填增大

变”或“减小)。

2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是______

3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是______(不考虑未反应的C写出1种即可)

4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置、Al的生成装置和AlCl的制备装置的温度分别为T1T2T3,其由高到低的顺序是______

5)制备Al的整个过程中可循环利用的物质是______

【答案】 Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH+1486 kJ·mol 1

减小 第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C CO在Al或AlCl作用下生成CO2和C T3> T2> T1 AlCl3

【解析】1)已知: Al2O3 (s) + 3C (s) 2Al (l) + 3CO (g) ΔH1+1346 kJ·mol 1

3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2140 kJ·mol 1

①第一步反应为Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g),根据盖斯定律,由①-②得反应Al2O3(s) + 3C(s) + AlCl3(g) == 3AlCl(g) + 3CO(g) ΔH+1346 kJ·mol 1-140 kJ·mol 1=+1486 kJ·mol 1;②第二步AlCl分解反应3AlCl (g)AlCl3 (g) + 2Al (l) ΔH2140 kJ·mol 1为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,故化学平衡常数K随温度升高而减小;(2)第一步是可逆反应,选择在接近真空条件下进行,其原因是第一步反应是气体分子数增加的反应降低压强,利于生成AlCl3)第二步反应制备的Al中含有少量C,可能的原因是CO与Al或AlCl反应生成Al2O3和C;4)如图为真空AlCl歧化法制备Al的实验装置示意图,控制AlCl3的凝华装置必须在较低温、Al的生成装置和AlCl的制备(升华必须在较高温度)装置的温度分别为T1T2T3,其由高到低的顺序是T3> T2> T15AlCl3的凝华和作为反应物,故制备Al的整个过程中可循环利用的物质是AlCl3

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(2)请说明理由:_________________________________________________________

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2)室温下KMnO4与浓盐酸反应制取氯气的化学方程式:2KMnO416HCl()===2KCl2MnCl28H2O5Cl2,请在上式中用单线桥法表示出不同元素的原子间得失电子的情况。___

3)用CuCl2作催化剂,在450℃时用空气中的O2HCl反应也能制得氯气,其化学方程式:4HClO22H2O2Cl2,从氯元素化合价的变化看,以上三种制氯气方法的共同点是__;比较以上三个反应,可以认为氧化剂的氧化能力从强到弱的顺序为___

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A. K2SO4BaCl2两溶液反应时,增大压强

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KClO3+6HCl()=KCl+3Cl2↑+3H2O

试回答下列问题:

1)当反应①转移3摩尔电子时,消耗H2SO4的质量是______g,产生氢气的体积(标准状况)_________L

2)反应②中_________作氧化剂,___________是氧化产物。

3)当反应②中生成11.2LSO2气体(标准状况下)时,被还原的H2SO4的物质的量是____________

4)用单线桥法表示反应②电子转移的方向和数目(在化学方程式上标出)___________

Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2

5)反应③中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________

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【题目】将不同量的CO(g)H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),得到如下三组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需时间/min

CO

H2O

CO2

1

650

4

2

1.6

5

2

900

2

1

0.4

3

3

2

1

0.4

1

下列说法不正确的是

A. 该反应的正反应为放热反应

B. 实验1中,前5minCO表示的速率为0.16 mol/(L·min)

C. 实验2中,平衡常数K=1/6

D. 实验3跟实验2相比,改变的条件可能是温度

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实验编号

H2C2O4溶液

酸性KMnO4溶液

温度

浓度(mol·L1)

体积(mL)

浓度(mol·L1)

体积 (mL)

0.10

2.0

0.010

4.0

25

0.20

2.0

0.010

4.0

25

0.20

2.0

0.010

4.0

50

(1)为了观察到紫色褪去,H2C2O4KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)n(KMnO4)≥ ______

(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________

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(4)已知实验③中c(MnO4)~反应时间t的变化曲线如下图。若保其他条件不变,请在图中画出实验②中c(MnO4)~t的变化曲线示意图。_______

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