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碳熱還原法是一種在一定溫度下以無機(jī)碳為還原劑進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的方法,在冶金行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。
回答下列問題:
(1)氧化鋁碳熱還原過程發(fā)生了如下反應(yīng):
2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g)ΔH1 反應(yīng)初始溫度1714K
2Al2O3(s)+3C(s)=Al4O4C(s)+2CO(g)ΔH2 反應(yīng)初始溫度1689K
Al4O4C(s)+6C(s)=Al4C3(s)+4CO(g)ΔH3 反應(yīng)初始溫度1726K
①ΔH3=
ΔH1-ΔH2
ΔH1-ΔH2
(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。
②根據(jù)以上信息分析,在相同系統(tǒng)壓力下,1700K時(shí),Al2O3與C反應(yīng)優(yōu)先生成的含鋁化合物為
Al4O4C
Al4O4C
(填化學(xué)式)。
(2)科學(xué)家在氧化鋁碳熱還原法研究中加入無水氯化鋁作氯化劑,一定條件下,氧化鋁先轉(zhuǎn)化為Al4O4C和Al4C3,Al4O4C和Al4C3再轉(zhuǎn)化為低價(jià)氯化鋁(AlCl),低價(jià)氯化鋁進(jìn)入低溫區(qū)歧化得到鋁。忽略中間產(chǎn)物,寫出由氧化鋁直接獲得AlCl的化學(xué)方程式:
Al2O3+AlCl3+3C
一定條件
3AlCl+3CO
Al2O3+AlCl3+3C
一定條件
3AlCl+3CO

(3)三氯化鋁固體在一定溫度與壓強(qiáng)下升華,可能生成三氯化鋁氣體[AlCl3(s)→AlCl3(g)反應(yīng)i],也可能生成六氯化二鋁氣體[2AlCl3(s)→Al2Cl6(g)反應(yīng)ii],實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示:
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①在10~100Pa,350~370K條件下,氯化鋁升華得到
AlCl3
AlCl3
(填A(yù)lCl3或Al2Cl6)。
②氣態(tài)氯化鋁是具有配位鍵的化合物,分子中原子間成鍵關(guān)系如圖所示,請將圖中你認(rèn)為是配位鍵的斜線上加上箭頭
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。
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(4)碳熱還原制錳合金反應(yīng)為Mn3C(s)+CO2(g)?3Mn(s)+2CO(g)Kp,CO與CO2平衡分壓比的自然對數(shù)值(1nK=2.303×lgK)與溫度的關(guān)系如圖所示(已知KP是用平衡分壓代替濃度計(jì)算所得的平衡常數(shù),分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
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向恒容密閉容器中加入足量Mn3C并充入0.1molCO2,發(fā)生上述反應(yīng),測得A點(diǎn)時(shí)容器的總壓為akPa,則A點(diǎn)時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為
33.3%
33.3%
(保留三位有效數(shù)字);A點(diǎn)對應(yīng)溫度下的Kp=
0.5a
0.5a
kPa。

【答案】ΔH1-ΔH2;Al4O4C;Al2O3+AlCl3+3C
一定條件
3AlCl+3CO;AlCl3;菁優(yōu)網(wǎng);33.3%;0.5a
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/5/12 8:0:9組卷:47引用:3難度:0.7
相似題
  • 1.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 2.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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