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氮化铝(AlN)是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料,可在温度高于1500℃时,通过...

氮化铝(AlN)是一种人工合成的非氧化物陶瓷材料,可在温度高于1500℃时,通过碳热还原法制得。实验研究认为,该碳热还原反应分两步进行:①Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O的质量比为6.75:2);②在碳存在下,X与N2反应生成AlN。请回答:

(1)X的化学式为        

(2)碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为:满分5 manfen5.com

①写出合成AlN的平衡常数表达式              ,若该反应在高温下自发进行,则随着温度升高,反应物N2的平衡转化率将         (填“增大”、“不变”或“减小”),  

②在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如下图曲线甲所示。下列说法正确的是         

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A从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率

B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率

C.在不同时刻都存在关系:v(N2) =3v(CO)

D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙

(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液,加热,吸收产生的氨气,进一步通过酸碱滴定法可以测定氮化铝产品中氮的含量。写出上述过程中氮化铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式                   

 

(1)Al2O; (2)①,增大;②AB; (3)AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑. 【解析】 试题分析:(1)Al2O3在碳的还原作用下生成铝的气态低价氧化物X(X中Al与O的质量比为6.75:2),设这个氧化物的化学式为AlxOy,根据X中Al与O的质量比为6.75:2可得,27x:16y=6.75:2,x:y=2:1,X的化学式为Al2O,答案为:Al2O;(2)平衡常数等于生成物浓度的幂之积比上反应浓度的幂之积,其中固体和液体的浓度为常数,不计入表达式,所以合成AlN的平衡常数表达式为:,反应的△S>0,反应在高温下自发进行说明△H>0,所以随着温度升高,反应物N2的平衡转化率将增大,,答案为:,增大;②A.从a、b两点坐标可以读出反应时间和这段时间内CO浓度的变化量,可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率,A正确;B.c点切线的斜率为△c(CO)/△t,表示该化学反应在t时刻的瞬时速率,B正确;C.只有达到平衡后才存在关系:v(N2) =3v(CO),C错误;D.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量反应逆向移动,CO平衡时的浓度减小,曲线甲和曲线乙CO浓度相同,D错误;答案为:AB;(3)在氮化铝中加入氢氧化钠溶液,产生氨气和偏铝酸钠,反应的方程式为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑,答案为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑. 考点:考查化学反应速率和化学平衡  
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考点分析:
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【加试题】甲醇又称木醇木精,沸点64.7,是无色有酒精气味易挥发的液体.甲醇有毒,误饮5~10mL能双目失明,大量饮用会导致死亡.甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等

(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:

CO2(g)+3H2(g)满分5 manfen5.comCH3OH(l)+H2O(g)    H=Q1kJ•mol﹣1

又查资料得知:CH3OH(l)+1/2O2(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+2H2(g)    H=Q2kJ•mol﹣1

H2O(g)=H2O(l)H=Q3kJ•mol﹣1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为                                 

2)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置.已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变),当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色.回答下列问题:

a物质是       ,A电极的电极反应式为              

乙装置中的总化学反应方程式为                  

当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时,丙中溶液的pH=    

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某研究性学习小组为确定某蜡状有机物A的结构和性质,他们拟用传统实验的手段与现代技术相结合的方法进行探究.请你参与过程探究.

实验式的确定

(1)取样品A进行燃烧法测定.发现燃烧后只生成CO2H2O,某次燃烧后,经换算得到了0.125 molCO20.15 molH2O.据此得出的结论是________

(2)另一实验中,取3.4g蜡状有机物A3.36L(标准状况下,下同)氧气中完全燃烧,两者均恰好完全反应,生成2.8LCO2和液态水.由此得出的实验式是_______

结构式的确定(经测定A的相对分子质量为136)

(3)取少量样品熔化,加入钠有氢气放出,说明A分子中含有________

(4)进行核磁共振,发现只有两个特征峰,且面积比为2∶1,再做红外光谱,发现与乙醇一样透过率在同一处波数被吸收.图谱如下:

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A的结构简式为________

 

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取14.3g Na2CO3•XH2O溶于水配成100m L 溶液,然后逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出为止,用去盐酸20.0mL,并收集到1.12LCO2标准状况。试计算:

(1)稀盐酸物质的量浓度为           mol/L;

(2)x值是         

 

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(1)某实验室要用90mL1.00 mol·L-1的NaOH溶液。在配制该NaOH溶液的过程中:

①除了要使用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还要使用的仪器有        

②需用托盘天平称取NaOH的质量为          g

(2)从海带中提取碘的流程如下图:

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指出提取碘的过程中实验操作、操作的名称:c__________

在3mL碘水中,加入1mL四氯化碳,振荡、静置后,观察到试管里的分层现象是

             (注:下图试管中深色区为紫红色溶液)

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A是一种常见的气态烃,其中C、H元素质量比为6:1,其标准状况下的密度为1.25g•L-1。B、C、D都是含有C、H、O三种元素的有机物,其中D是一种常见厨房调味品中的主要成分。A、B、C、D间有如下转化关系:

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请回答下列问题:

(1)D物质中的官能团               (写名称)

(2)A→B的反应类型            

3)B→C的反应方程式                                        

 

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