15．氮化鋁（AlN）是一種人工合成的非氧化物陶瓷材料，可在溫度高于1500℃時，通過碳熱還原法制得．實驗研究認為，該碳熱還原反應(yīng)分兩步進行：①Al2O3在碳的還原作用下生成鋁的氣態(tài)低價氧化物X（X中Al與O的質(zhì)量比為6.75：2）；②在碳存在下，X與N2反應(yīng)生成AlN．請回答：
（1）X的化學(xué)式為Al2O．
（2）碳熱還原制備氮化鋁的總反應(yīng)化學(xué)方程式為：
Al2O3（s）+3C（s）+N2（g）?2AlN（s）+3CO（g）
①在溫度、容積恒定的反應(yīng)體系中，CO濃度隨時間的變化關(guān)系如圖曲線甲所示．下列說法不正確的是CD．
A．從a、b兩點坐標(biāo)可求得從a到b時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率
B．c點切線的斜率表示該化學(xué)反應(yīng)在t時刻的瞬時速率
C．在不同時刻都存在關(guān)系：v（N2）=3v（CO）
D．維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進行反應(yīng)，曲線甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍�乙
②一定溫度下，在壓強為p的反應(yīng)體系中，平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為α，CO的物質(zhì)的量濃度為c；若溫度不變，反應(yīng)體系的壓強減小為0.5p，則N2的平衡轉(zhuǎn)化率將＞α （填“＜”、“=”或“＞”），平衡時CO的物質(zhì)的量濃度B
A．小于0.5c　　　            B．大于0.5c，小于c
C．等于c　　　　　           D．大于c
③該反應(yīng)只有在高溫下才能自發(fā)進行，則隨著溫度升高，反應(yīng)物Al2O3的平衡轉(zhuǎn)化率將增大（填“增大”、“不變”或“減小”），理由是該反應(yīng)在高溫下自發(fā)，且△S＞0，所在△H＞0，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正方向移動．
（3）在氮化鋁中加入氫氧化鈉溶液，加熱，吸收產(chǎn)生的氨氣，進一步通過酸堿滴定法可以測定氮化鋁產(chǎn)品中氮的含量．寫出上述過程中氮化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑．

分析 （1）依據(jù)X中Al與O的質(zhì)量比為6.75：2計算物質(zhì)的量之比得到化學(xué)式；
（2）①A、圖象中可以得到單位時間內(nèi)的濃度變化，反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化；
B、c點處的切線的斜率是此時刻物質(zhì)濃度除以此時刻時間為瞬時速率；
C、化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比分析；
D、維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進行反應(yīng)，平衡逆向進行，達到新的平衡狀態(tài)；
②若溫度不變，反應(yīng)體系的壓強減小為0.5p，平衡向氣體體積增大的方向進行，平衡正向進行；
③該反應(yīng)只有在高溫下才能自發(fā)進行，結(jié)合反應(yīng)自發(fā)進行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0分析；
（3）根據(jù)題目信息：AlN溶于強堿溶液時會生成NH3來書寫方程式．

解答 解：（1）X中Al與O的質(zhì)量比為6.75：2計算物質(zhì)的量之比=$\frac{6.75}{27}$：$\frac{2}{16}$=0.25：0.125=2：1，化學(xué)式為：Al2O，
故答案為：Al2O；
（2）①A、圖象中可以得到單位時間內(nèi)的濃度變化，反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化計算得到，從a、b兩點坐標(biāo)可求得從a到b時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率，故A正確；
B、c點處的切線的斜率是此時刻物質(zhì)濃度除以此時刻時間，為一氧化碳的瞬時速率，故B正確；
C、化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比分析，3v（N2）=v（CO），故C錯誤；
D、維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進行反應(yīng)，平衡逆向進行，達到新的平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)與原來的平衡狀態(tài)不同，故D錯誤；
故答案為：CD；
②若溫度不變，反應(yīng)體系的壓強減小為0.5p，平衡向氣體體積增大的方向進行，平衡正向進行，N2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡時CO的物質(zhì)的量濃度增大，CO的物質(zhì)的量濃度大于0.5c，小于c，故選B，
故答案為：＞；B；
③Al2O3（s）+3C（s）+N2（g）?2AlN（s）+3CO（g），反應(yīng)的熵變大于0，該反應(yīng)只有在高溫下才能自發(fā)進行，則△H＞0，溫度升高平衡正向進行，反應(yīng)物Al2O3的平衡轉(zhuǎn)化率將增大，
故答案為：增大；該反應(yīng)在高溫下自發(fā)，且△S＞0，所在△H＞0，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正方向移動；
（3）根據(jù)題目信息：AlN溶于強堿溶液時會生成NH3，化學(xué)方程式為：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，故答案為：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑．

點評 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析判斷，化學(xué)方程式書寫方法，主要是圖象分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，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：選擇題

5．向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)：SO2（g）+NO2（g）?SO3（g）+NO（g） 達到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化如圖所示．則正確的結(jié)論是（　�。�
A．逆反應(yīng)速率：a點大于點c
B．反應(yīng)物濃度：a點小于點b
C．反應(yīng)在c點時SO2的轉(zhuǎn)化率最大
D．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

6．已知硫酸在水中的電離方程式是：H2SO4═H++HSO4-HSO4-?H++SO42-，回答下列問題：
（1）Na2SO4溶液顯堿性 （填“酸性”，“中性”或“堿性”）．理由是（用離子方程式表示）SO42-+H2O?OH-+HSO4-．
（2）在0.1mol•L-1的Na2SO4溶液中，下列微粒濃度關(guān)系正確的有BCD．
A．c（SO42-）+c（HSO4-）+c（H2SO4）=0.1mol•L-1
B．c（OH-）=c（H+）+c（HSO4-）
C．c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（HSO4-）+2c（SO42-）
D．c（Na+）=2c（SO42-）+2c（HSO4-）
（3）如果25℃時，0.1mol•L-1的NaHSO4溶液中c（SO42-）=0.029mol•L-1，則0.1mol•L-1H2SO4溶液中c（SO42-）＜0.029mol•L-1（填“＜”，“＞”或“=”）．
（4）0.1mol•L-1NaHSO4溶液中各種離子濃度由大到小的順序是：c（Na+）＞c（HSO4-）＞c（H+）＞c（SO42-）＞c（OH-）．
（5）如果25℃時，0.10mol•L-1H2SO4溶液的pH=-lg 0.11，則25℃時，0.10mol•L-1的H2SO4溶液中c（SO42-）=0.01mol/L．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．將一定質(zhì)量的鎂．銅組成的混合物加入到稀硝酸中，金屬完全溶解（假設(shè)反應(yīng)中還原產(chǎn)物全部是NO）．向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，測得生成沉淀的質(zhì)量比原合金的質(zhì)量增加7.65g，則下列敘述中正確的是（　�。�
A．當(dāng)生成沉淀達到最大量時，消耗NaOH溶液的體積為150mL
B．當(dāng)金屬全部溶解時收集到NO氣體的體積為4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）
C．參加反應(yīng)的金屬的總質(zhì)量一定是9.9g
D．當(dāng)金屬全部溶解時，參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量一定是0.6mol

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

10．化學(xué)是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具．下列各種物質(zhì)的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)原理或過程的描述與事實不相符的是（　�。�
A．用電解法制取Na、Mg、Al
B．電解熔融NaCl制Cl2
C．以硫或硫鐵礦為原料通過接觸法制硫酸
D．制硅：SiO2$→_{高溫}^{C}$粗硅$→_{高溫}^{Cl_{2}}$SiCl4$→_{高溫}^{H_{2}}$高純硅

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

20．次磷酸（H3PO2）是一種精細化工產(chǎn)品，是一元中強酸，具有較強還原性．
回答下列問題：
（1）H3PO2及NaH2PO2均可將溶液中的Ag+還原為Ag，從而可用于化學(xué)鍍銀．
①在H3PO2中，磷元素的化合價為+1；在酸性環(huán)境中，利用（H3PO2）進行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中，氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，則氧化產(chǎn)物為：H3PO4（填化學(xué)式）．
②NaH2PO2是正鹽（填“正鹽”還是“酸式鹽”）
（2）次磷酸（H3PO2）可以通過電解的方法制備．工作原理如圖所示（陽膜和陰膜分別只允許陽離子、陰離子通過）：
①寫出陽極的電極反應(yīng)式4OH--4e-=O2↑+2H2O
②分析產(chǎn)品室可得到H3PO2的原因H++H2PO2-=H3PO2（用離子方程式表示）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計實驗探究銅的常見化學(xué)性質(zhì)，過程設(shè)計如下．
提出猜想：
問題1：鐵和銅都有變價，一般情況下，正二價鐵的穩(wěn)定性小于正三價的鐵，正一價銅的穩(wěn)定性也小于正二價的銅嗎？
問題2：氧化銅有氧化性，能被H2、CO還原，它也能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎？
實驗探究
Ⅰ．解決問題1取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當(dāng)溫度達到80～100℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1000℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸（或鹽酸），得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在．根據(jù)以上實驗現(xiàn)象回答問題．
（1）寫出氧化亞銅與稀硫酸（或鹽酸）反應(yīng)的離子方程式：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O，
（2）從實驗Ⅰ可得出的結(jié)論是高溫時，+1價的銅比+2價的銅穩(wěn)定，而溶液中，+2價的銅比+1價的銅穩(wěn)定
Ⅱ．解決問題2
設(shè)計如下裝置（夾持裝置未畫出）：

當(dāng)?shù)哪撤N氣態(tài)氫化物（X）緩緩?fù)ㄟ^灼熱的氧化銅時，觀察到氧化銅由黑色變成了紅色，無水硫酸銅變成藍色，生成物中還有一種無污染的氣體Y；將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應(yīng)后，消耗0.01mol X，測得B裝置增重0.36g，并收集到0.28g單質(zhì)氣體Y．
（1）X氣體的摩爾質(zhì)量是32克/摩爾．
（2）C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuO+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+N2↑+2H2O．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

4．A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)在一定條件下有如圖所示的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，所有反應(yīng)物和生成物均已給出．
（1）若反應(yīng)①、②、③均為水溶液中的置換反應(yīng)，A、D、E為鹵素單質(zhì)，則A、D、E的化學(xué)式分別為Br2、I2、Cl2．
（2）若B是水，C是生產(chǎn)生活中應(yīng)用最廣泛的金屬所對應(yīng)的一種具有磁性的黑色氧化物，D是相同條件下密度最小的氣體，E是一種無色、無味的有毒氣體，則反應(yīng)①的化學(xué)方程式是3Fe+4H2O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+4H2．
（3）若B為一種淡黃色固體．綠色植物的光合作用和呼吸作用可實現(xiàn)自然界中D和E 的循環(huán)．則反應(yīng)①的離子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
在反應(yīng)③中，若生成1mol D，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol；反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

5．芳香化合物F是1-萘酚（）的同分異構(gòu)體，其分子中有兩個官能團，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，能被酸性KMnO4溶液氧化成G（ C2H4O2）和芳香化合物H（C8H6O4），G和H與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)均能放出CO2氣體，H芳環(huán)上的一硝化產(chǎn)物只有一種．
（1）F的結(jié)構(gòu)簡式；
（2）F與新制氫氧化銅溶液的反應(yīng)的方程式為+2Cu（OH）2$\stackrel{△}{→}$HOOC+Cu2O↓+2H2O；
（3）由H生成一硝化產(chǎn)物的化學(xué)方程式為+HNO3（濃）$→_{△}^{濃硫酸}$+H2O；
（4）該一硝產(chǎn)物的名稱是2-硝基-1，4-苯二甲酸（或硝基對苯二甲酸）．

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同步練習(xí)冊答案