(14分)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
|
①T
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2n mol NO(g)的同时消耗n mol 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,其原理如下左图所示: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)。
