第28题

1．（16分）聚合氯化铝是一种新型净水剂，其中铝的总浓度（用AlT表示）包括三类：主要为Al3+的单体形态铝总浓度（用Ala表示）；主要为[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形态铝总浓度（用Alb表示）和Al(OH)3胶体形态铝总浓度（用A1c表示）。 （1）一定条件下，向1.0 mol/LAlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86％的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的离子方程式：_____________________。 （2）用膜蒸馏（简称MD）浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩，实验过程中不同浓度聚合氯化铝中铝形态分布（百分数）如下表： AlT/（mol·L-1） 0.208 0.489 0.884 1.613 2.520 Ala/% 1.4 2.3 2.3 3.1 4.5 Alb/% 86.6 86.2 88.1 87.0 88.2 A1c/% 12.0 11.5 9.6 9.9 7.3 ①在一定温度下，AlT越大，pH_________（填“越大”、“越小”或“不变”）。 ②如将AlT = 2.520 mol·L-1的聚合氯化铝溶液加水稀释，则稀释过程中主要发生反应的离子方程式：______________________________________________________。 ③膜蒸馏料液温度对铝聚合形态百分数及铝的总浓度的影响如图。当T>80℃时，AlT显著下降的原因是_________________________________________。 ①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s) = 3AlCl(g)+3CO(g) △H1 = a kJ·mol1 － （3）真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝，相关反应的热化学方程式如下： ②3AlCl(g) = 2Al(l)+ AlCl3(g) △H2 = b kJ·mol-1 则反应Al2O3(s)+ 3C(s) = 2Al(l) +3CO(g) △H = _________kJ·mol-1（用含a、b的代数式表示）。反应①常压下在1900℃的高温下才能进行，说明△H_______0（填“>”“=”或“<”）。 （4）物质中的铝元素可以通过将铝元素转化成Al3+，然后在水溶液中用铝试剂(NH4)3C19H11O3(COO)3（商品名为“阿罗明拿）测定，在弱酸性溶液中，Al3+可以用铝试剂反应，生成玫瑰红色的物质。随着该反应的进行，溶液的颜色不断变化，分析溶液颜色与反应物（或生成物）浓度的关系（即比色分析），可以确定该化学反应的速率。用于比色分析的仪器是__________。 A．pH计 B．元素分析仪 C．分光光度计 D．原子吸收光谱仪 （5）已知Al3++4X2[(Al1/2X2)1.5+]，X表示显色剂，Al1/2X21.5+表示有色物质，通过比色分析得到25℃时Al3+浓度随时间的变化关系如下图所示，请在同一图中绘出Al1/2X21.5+浓度随时间的变化曲线。

1．（16分）（1）13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+（2分）； （2）①越小（2分）；②Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+（2分）； ③温度升高，水解程度加大，产生氢氧化铝沉淀（2分）； （3）a+b（2分）；>（2分）；（4）C（2分）；

（5）（2分）。

2(t-BuNO)

2．(15分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t-BuNO)2

是60%?20℃时上述反应的平衡常数K= ?

（1）当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50mol·L―1时，实验测得20℃时的平衡转化率(α)（2） 一定温度下，随着(t-BuNO)2的起始浓度增大，其平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)?已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.70mol·L―1，若将反应溶剂正庚烷改成CCl4，并保持(t-BuNO)2起始浓度相同，则它在CCl4溶剂中的平衡转化率 (填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶剂中的平衡转化率?

（3） 实验测得该反应的ΔH=+50.5kJ·mol―1，活化能Ea=90.4kJ·mol―1?下列能量关系图合理的是 (填字母)?

（4） 该反应的ΔS (填“＞”、“＜”或“＝”)0?在 (填“较高”或“较低”)温度下有

利于该反应自发进行?

（5） 通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系如右图所示，请在同

一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。

3．（16分）氢气是一种清洁能源。科学家探究太阳能制氢技术，设计流程图如下：

信息提示：以下反应均在150℃发生

2HI（aq）

H2（g）+I2（g ） ΔH1

SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）=H2SO4（l）+2HI（g） ΔH2 2H2SO4（l）

2H2O（g）+2SO2（g）+O2（g） ΔH3

2H2O（g）=2H2（g）+O2（g） ΔH4

请回答下列问题：

（1）ΔH4与ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系是：ΔH4= 。

（2）该制氢气技术的优点是 ，若反应SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）= H2SO4（l）+2HI（g）在150℃下能自发进行，则ΔH 0（填“>”，“<”或“=”)。

（3）在某温度下，H2SO4在不同催化剂条件下分解产生氧气的量随时间变化如图所示。则下列说法正确的是 。

A．H2SO4分解反应的活化能大小顺序是： Ea(A) > Ea( B ) > Ea(C )

B．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明该反应已经达到平衡 C．0～4小时在A催化剂作用下，H2SO4分解的平均速率v(O2) =1250 mol·h-1

D．不同催化剂的催化效果不同，是因为活化分子百分数不相同 （4）对于反应：2HI(g)

H2(g) + I2(g) ，在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分

数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

t/min x(HI) x(HI)

① 根据上述实验结果，该反应的平衡常数为： 。

② 上述反应中，正反应速率为v正= k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若kt=40min时，v正=__________min-1

③ 由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用右图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为_________________（填字母）

3．（16分）

（1）ΔH4=2ΔH1+2ΔH2+ΔH3（2分）

（2）物质循环利用，能源来自太阳能，无污染且取之不尽用之不竭（两个要点，一个是物质循环、一个是能量）（2分） ； <（2分） （3）BD（2分） （4）①K?正

0 1 0 20 0.91 0.60 40 0.85 0.73 60 0.815 0.773 80 0.795 0.780 120 0.784 0.784 K的计算式

= 0.0027min-1，在

0.108?0.108；②k逆= k正/K ；1.95×10-3；③ A、E （每空2分，共8分） 20.784

5．(14分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。 (1) CO可用于炼铁，已知：Fe2O3(s) + 3C(s)＝2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1＝+489.0 kJ·mol－1，

C(s) +CO2(g)＝2CO(g) ΔH 2 ＝+172.5 kJ·mol1

－

则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_________ 。 (2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池KOH溶液为电解液）。写出该电池的负极反应式：_________ 。

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