Question

铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

（1）真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下Al₂O₃(s)+AlCl₃(g)+3C(s) =3AlCl (g)+3CO(g)   △H = a kJ·mol^-1

3AlCl(g)=2Al(l)+ AlCl₃ (g)   △H = b kJ·mol^-1

①反应Al₂O₃(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=________kJ·mol^-1(用含a、b的代数式表示)。

②Al₄C₃也是该反应过程中的一种中间产物。Al₄C₃ 与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为_______________。

③甲烷和水反应可以制水煤气(混合气体)，在恒温、固定体积为V升的密闭容器中的反应微观示意图如下所示，根据微观示意图得出的结论中，正确的是_____________。

一定条件下经过t分钟达到化学平衡

a. 该反应方程式为：CH₄+H₂O = CO+3H₂

b. 该反应平衡前后压强比为3：4

c. 该反应体系中含氢元素的化合物有3种

d. 该反应中甲烷的平衡转化率为50%

④水煤气中的H₂可用于生产NH₃，在进入合成塔前常用[Cu(NH₃)₂]Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：

[Cu(NH₃)₂]Ac_(aq) + CO_(g) + NH_3(g)   [Cu(NH₃)₃]Ac·CO_(aq)   △H＜0

[Cu(NH₃)₂]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是____________________。该条件下用气体表示的平衡常数表达式为：K=______________

（2）镁铝合金(Mg₁₇Al₁₂ )是一种潜在的贮氢材料，一般在氩气环境中将一定化学计量比的Mg、Al 单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下可完全吸氢得到的混合物Y(含MgH₂ 和Al)，Y在一定条件下可释放出氢气。

①熔炼制备镁铝合金(Mg₁₇Al₁₂)时通入氩气的目的是_________________。

②写出镁铝合金(Mg₁₇Al₁₂ ) 在一定条件下完全吸氢的化学方程式 _________________。

③在6. 0 mol·L^-1 HCl 溶液中，混合物Y 能完全释放出H₂。1 mol Mg₁₇ Al₁₂ 完全吸氢后得到的混合物Y 与上述盐酸完全反应，释放出H₂ 的物质的量为_________。

Answer

△H=(a+b)kJ·mol-1Al4C3+12HCl=AlCl3+3CH4b低温、 高压K=排除空气，防止引入杂质Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al52mol

【解析】(1)①根据盖斯定律，将题中所给两方程式相加得Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)，对应的△H=(a+b)kJ•mol-1，故答案为：a+b；

②含氢量最高的烃为CH4，根据碳原子守恒，3个碳需要结合12个H原子形成3个CH4，再由铝原子守恒，4个铝需要结合12个Cl形成4个AlCl3，所以Al4C3与HCl之间为1：12参加反应，故该反应方程式为：Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑，故答案为：Al4C3+12HCl=4AlCl3+3CH4↑；

③a. 根据图示，2个甲烷和2个水，反应生成了6个氢气分子和2个一氧化碳分子，反应属于可逆反应，反应方程式为：CH4+H2O CO+3H2，错误；b. 气体的压强之比等于物质的量的之比等于分子个数之比，该反应平衡前后压强比为12:16=3：4，正确；c. 该反应体系中含氢元素的化合物有甲烷和水，2种，错误；d. 根据图示，参与反应的甲烷总数为6，反应的甲烷为2，甲烷的平衡转化率为，错误；故选b；

④已知正反应是气态物质体积减小的放热反应，因此采用降低温度、增大压强能使平衡右移，提高CO的转化率，根据方程式[Cu(NH3)2]Ac(aq) + CO(g) + NH3(g)   [Cu(NH3)3]Ac·CO(aq) △H＜0，用气体表示的平衡常数表达式为：K=，故答案为：低温、高压；；

(2)①镁、铝都是活泼的金属单质，容易被空气中的氧气氧化，通入氩气作保护气，以防止二者被氧化，故答案为：防止Mg Al被空气氧化；

②根据题意，该合金在一定条件下可完全吸氢得到的混合物Y(含MgH2 和Al)，完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al，故答案为：Mg17Al12+ 17H2= 17MgH2+12Al；

③1molMg17Al12完全吸氢17mol，在盐酸中会全部释放出来，镁铝合金中的镁和铝都能与盐酸反应生成H2，生成氢气的物质的量分别为17mol、18mol，则生成氢气一共(17+17+12×)mol=52mol，故答案为：52mol。