17.鋁和硫的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用.
(1)真空碳熱還原-氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)═6AlCl(g)+6CO(g)△H=a kJ•mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)△H=b kJ•mol-1
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=kJ•mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)0.5a+b;
(2)鋁電池性能優(yōu)越,Al-Ag2O電池可用作水下動(dòng)力電源,其原理如圖1所示:請寫出該電池正極反應(yīng)式Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-;常溫下,用該化學(xué)電源和惰性電極電解300mlNaCl溶液(過量),陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,電解反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$C12↑+H2↑+2OH-,消耗27mg Al后溶液的pH=12(不考慮溶液體積的變化).
(3)硫酸的年產(chǎn)量可以用來衡量一個(gè)國家的無機(jī)化工水平.工業(yè)生產(chǎn)硫酸的流程中存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g).反應(yīng)體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如圖2所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)).下列說法正確的是de
a.若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡不移動(dòng)
b.若在恒溫、恒容條件下向上述平衡體系中通入SO3(g),壓強(qiáng)增大,平衡向右移動(dòng)
c.B點(diǎn)、C點(diǎn)反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2
d.在A點(diǎn)時(shí),消耗1mol SO2必定同時(shí)消耗1mol SO3
e.在D點(diǎn)時(shí),v正>v逆.

分析 (1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到對應(yīng)反應(yīng)的焓變;
(2)由原電池總反應(yīng)可知,原電池工作時(shí)Al被氧化,應(yīng)為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O,Ag2O被還原,應(yīng)為原電池的正極,電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O=Ag+2OH-,電解NaCl溶液時(shí),陽極氯離子失電子生成氯氣,根據(jù)電子守恒計(jì)算.
(3)a、恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,體積應(yīng)增大,反應(yīng)混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強(qiáng),壓強(qiáng)降低平衡向體積增大方向移動(dòng);
b、增大生成物的濃度,平衡逆向移動(dòng);
c、由圖可知,溫度越高,混合體系中SO3的百分含量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,據(jù)此判斷;
d、在A點(diǎn)為平衡點(diǎn),正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行判斷.
e、D狀態(tài)未達(dá)平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時(shí)的,反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行建立平衡.

解答 解:(1)①2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g);△H=a kJ•mol-1
②3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g);△H=b kJ•mol-1
依據(jù)蓋斯定律①×3+②×6得到:6Al2O3(s)+18C(s)=12Al(l)+18CO(g)△H=(3a+6b)KJ/mol,即Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)△H=(0.5a+b)KJ/mol,
故答案為:0.5a+b;
(2)由原電池總反應(yīng)可知,原電池工作時(shí)Al被氧化,應(yīng)為電池的負(fù)極,電極反應(yīng)為Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O,Ag2O被還原,應(yīng)為原電池的正極,電極反應(yīng)式為Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,電解NaCl溶液時(shí),陽極氯離子失電子生成氯氣,則陽極的電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑;電解反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$C12↑+H2↑+2OH-;消耗27mg Al,則鋁的物質(zhì)的量為$\frac{m}{M}$=$\frac{27×1{0}^{-3}g}{27g/mol}$=0.001mol,則轉(zhuǎn)移電子為0.003mol,
由電解方程式2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$C12↑+H2↑+2OH-可知,轉(zhuǎn)移2mol電子生成2molOH-,則轉(zhuǎn)移0.003mol電子時(shí),溶液中生成0.003molOH-
所以c(OH-)=$\frac{0.003mol}{0.3L}$=0.01mol/L,則溶液的pH=12;
故答案為:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-;2Cl--2e-=Cl2↑;2Cl-+2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$C12↑+H2↑+2OH-;12;
(3)a、恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,體積應(yīng)增大,反應(yīng)混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強(qiáng),壓強(qiáng)降低平衡向體積增大方向移動(dòng),即向左移動(dòng),故錯(cuò)誤;
b、增大生成物的濃度,平衡逆向移動(dòng),若在恒溫、恒容條件下向上述平衡體系中通入SO3(g),生成物的濃度增大,平衡向左移動(dòng),故b錯(cuò)誤;
c、由圖可知,溫度越高,混合體系中SO3的百分含量越小,說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,K值減小,故平衡常數(shù)K1>K2,故錯(cuò)誤;
d、在A點(diǎn)為平衡點(diǎn),正逆反應(yīng)速率相等,所以消耗1mol SO2必定同時(shí)消耗1mol SO3,故正確;
e、D狀態(tài)未達(dá)平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時(shí)的,反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行建立平衡,所以V>V,故正確;
故選:de.

點(diǎn)評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、電解原理的應(yīng)用和電子守恒在計(jì)算中的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)、平衡常數(shù)的影響因素等,題目涉及的知識(shí)點(diǎn)較多,側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.高分子材料N在光聚合物和顯示材料方面有重要用途,其中間體M的合成途徑如下:

已知:
(1)M的分子式為C10H20O.
(2)下列有關(guān)物質(zhì)A的說法正確的有bd(填序號(hào)).
a.一定條件下最多可與1mol H2發(fā)生加成反應(yīng)   b.能使Br2的CCl4溶液褪色
c.分子中含有一個(gè)π鍵         d.能使酸性KMnO4溶液褪色
(3)A中官能團(tuán)的名稱是醛基、碳碳雙鍵,由C→B反應(yīng)類型為還原反應(yīng).
(4)由A催化加氫生成M的過程中,可能有副產(chǎn)物 和(寫結(jié)構(gòu)簡式)生成.
(5)檢驗(yàn)B中是否含有C可選用的試劑是銀氨溶液或新制氫氧化銅濁液(任寫一種名稱).
(6)物質(zhì)B也可由C10H13Cl與NaOH水溶液共熱制得,C10H13Cl的結(jié)構(gòu)簡式為
(7)C的一種同分異構(gòu)體E具有如下特點(diǎn):
a.分子中含-OCH2CH3
b.苯環(huán)上只有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子
寫出E在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式:

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.(1)鉛蓄電池是典型的可充型電池,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H++2SO42-$?_{充電}^{放電}$2PbSO4+2H2O
請回答下列問題(不考慮氫、氧的氧化還原):
放電時(shí):正極的電極反應(yīng)式是:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;電解液中pH將變大;當(dāng)外電路通過1mol電子時(shí),理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加48g.
(2)以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽.負(fù)極反應(yīng)方程式為C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O;
(3)放電時(shí),CO32-移向電池的負(fù)(填“正”或“負(fù)”)極.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.有一未知的無色溶液,只可能含有以下離子中的若干種(忽略由水電離產(chǎn)生的H+、OH-):H+、NH4+、Na+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Cl-、CO32-、SO42-,現(xiàn)取三份100mL溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
①第一份加足量AgNO3溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生.
②第二份加足量BaCl2溶液后,有白色沉淀產(chǎn)生,經(jīng)洗滌、干燥后,沉淀質(zhì)量為6.99g.
③第三份逐滴滴加NaOH溶液,測得沉淀與NaOH溶液的體積關(guān)系如圖.
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),以下推測不正確的是( 。
A.原溶液一定不存在H+、Fe3+、CO32-
B.不能確定原溶液是否含有Na+、Cl-
C.實(shí)驗(yàn)所加的NaOH的濃度為2mol•L-1
D.原溶液確定含Mg2+、Al3+、NH4+,且n(Mg2+):n(Al3+):n( NH4+)=1:1:2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.氫氣是一種清潔能源.制氫和儲(chǔ)氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點(diǎn)問題.

(1)用甲烷制取氫氣的兩步反應(yīng)的能量變化如1圖所示:
①甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=-136.5kJ/mol.
②第Ⅱ步反應(yīng)為可逆反應(yīng).800℃時(shí),若CO的起始濃度為2.0mol•L-1,水蒸氣的起始濃度為3.0mol•L-1,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,測得CO2的濃度為1.2mol•L-1,則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為60%.
(2)NaBH4是一種重要的儲(chǔ)氫載體,能與水反應(yīng)生成NaBO2,且反應(yīng)前后B元素的化合價(jià)不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑,反應(yīng)消耗1mol NaBH4時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為4NA或2.408×1024
(3)儲(chǔ)氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)脫氫和加氫.
$?_{高溫}^{FeSO_{4}/Al_{2}O_{3}}$+3H2(g)
在某溫度下,向恒容容器中加入環(huán)已烷,其起始濃度為a mol•L-1,平衡時(shí)苯的濃度為b mol•L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{27^{4}}{a-b}$(用含a、b的關(guān)系式表達(dá)).
(4)一定條件下,如2圖所示裝置可實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲(chǔ)氫(除目標(biāo)產(chǎn)物外,近似認(rèn)為無其它有機(jī)物生成).
①實(shí)現(xiàn)有機(jī)物儲(chǔ)氫的電極是C;
A.正極   B.負(fù)極   C.陰極   D.陽極
其電極反應(yīng)方程為:C6H6+6H++6e-=C6H12
②該儲(chǔ)氫裝置的電流效率η明顯小于100%,其主要原因是相關(guān)電極除目標(biāo)產(chǎn)物外,還有一種單質(zhì)氣體生成,這種氣體是H2.由表中數(shù)據(jù)可知,此裝置的電流效率η=64.3%.[η=(生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù))×100%,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位].

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是bd.
a.Fe2O3b.NaCl      c.Cu2S      d.Al2O3
(2)如圖為電解精煉銀的示意圖,a(填a或b)極為含有
雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體生成,則生成該氣體的電極反應(yīng)式為NO3-+e-+2H+=NO2↑+H2O.
(3)用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液,如果向所得的溶液中加入0.1mol Cu2(OH)2CO3后,使溶液恰好恢復(fù)到電解前的濃度和pH(不考慮CO2的溶解),電解過程中轉(zhuǎn)移的電子為0.6 mol.
(4)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-)時(shí),以鐵板作陰、陽極,處理過程中存在反應(yīng)Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去.陰極電極反應(yīng)式:2H++2e-=H2↑,當(dāng)生成1mol Cr(OH)3時(shí),電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量至少為6mol.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.據(jù)報(bào)道,在全國各地發(fā)生了多起因潔污劑混合放出氯氣而中毒的事件,各地報(bào)刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告.請根據(jù)你的化學(xué)知識(shí)試作出推斷:
當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯元素,若可能存在的離子組合是ClO-和Cl-或者ClO3-和Cl-,則當(dāng)其中一種具有酸性時(shí),二者混合,可能發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生氯氣.
(1)寫出ClO3-和Cl-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式并表示電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目.
(2)工業(yè)氯氣泄漏后,可向空氣中噴灑氨水,生成大量白煙及空氣中含量最多的氣體.試寫出該過程的化學(xué)反應(yīng)方程式:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
(3)已知:Na2Cr2O7+14HCl(濃)=2CrCl3+2NaCl+3Cl2↑+7H2O,該反應(yīng)過程中每生成標(biāo)況下3.36L Cl2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)是0.3NA; 被還原掉的物質(zhì)的物質(zhì)的量是:0.05mol
(4)若將0.2mol鈉、鎂、鋁分別投入到到100mL 1mol/L的鹽酸中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,產(chǎn)生氫氣體積比是Na>Mg=Al.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.已知A為淡黃色固體,T為生活中使用最廣泛常的金屬單質(zhì),R是地殼中含量最多的金屬,D是具有磁性的黑色晶體,C、F是無色無味的氣體,H是白色沉淀,W溶液中滴加KSCN溶液出現(xiàn)紅色.

(1)物質(zhì)A的化學(xué)式為Na2O2
(2)H在潮濕空氣中變成M的化學(xué)方程式為4Fe(OH)3+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(3)B和R反應(yīng)生成F的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.太陽能的開發(fā)利用在新能源研究中占據(jù)重要地位,單晶硅太陽能電池片在加工時(shí),一般摻雜微量的銅、锎、硼、鎵、硒等.回答下列問題:
(1)二價(jià)銅離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9.已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定,試從銅原子核外電子結(jié)構(gòu)變化角度解釋亞銅離子價(jià)電子排布式為3d10,亞銅離子核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài).
(2)如圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為4.
(3)往硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH34]2+配離子.已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是:F的電負(fù)性比N大,N-F成鍵電子對偏向F,導(dǎo)致NF3中氮原子核對其孤電子對的吸引能力增強(qiáng),難以形成配位鍵.
(4)銅與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π鍵的數(shù)目為4NA,類鹵素(SCN)2對應(yīng)的酸有兩種,理論上硫氰酸(H-S-C≡N )的沸點(diǎn)低于異硫氰酸(H-N=C=S)的沸點(diǎn).其原因是異硫氰酸分子間可形成氫鍵,而硫氰酸不能
(5)硼元素具有缺電子性,其化合物可與具有孤電子對的分子或離子形成配合物,如BF3能與NH3反應(yīng)生成BF3•NH3在BF3•NH3中B原子的雜化方式為sp3,B與N之間形成配位鍵,氮原子提供孤對電子.
(6)六方氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨晶體相似,層間相互作用為分子間作用力.
六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼,其結(jié)構(gòu)和硬度都與金剛石相似,晶胞邊長為361.5pm,立方氮化硼的密度是$\frac{4×25}{{N}_{A}×(361.5×1{0}^{-10})^{3}}$g/cm3.(只要求列算式).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案