碳热还原法是一种在一定温度下以无机碳为还原剂进行氧化还原反应的方法,在冶金行业有着广泛的应用。
回答下列问题:
(1)氧化铝碳热还原过程发生了如下反应:
2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g)ΔH1 反应初始温度1714K
2Al2O3(s)+3C(s)=Al4O4C(s)+2CO(g)ΔH2 反应初始温度1689K
Al4O4C(s)+6C(s)=Al4C3(s)+4CO(g)ΔH3 反应初始温度1726K
①ΔH3=ΔH1-ΔH2ΔH1-ΔH2(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
②根据以上信息分析,在相同系统压力下,1700K时,Al2O3与C反应优先生成的含铝化合物为 Al4O4CAl4O4C(填化学式)。
(2)科学家在氧化铝碳热还原法研究中加入无水氯化铝作氯化剂,一定条件下,氧化铝先转化为Al4O4C和Al4C3,Al4O4C和Al4C3再转化为低价氯化铝(AlCl),低价氯化铝进入低温区歧化得到铝。忽略中间产物,写出由氧化铝直接获得AlCl的化学方程式:Al2O3+AlCl3+3C 一定条件 3AlCl+3COAl2O3+AlCl3+3C 一定条件 3AlCl+3CO。
(3)三氯化铝固体在一定温度与压强下升华,可能生成三氯化铝气体[AlCl3(s)→AlCl3(g)反应i],也可能生成六氯化二铝气体[2AlCl3(s)→Al2Cl6(g)反应ii],实验结果如图所示:

①在10~100Pa,350~370K条件下,氯化铝升华得到 AlCl3AlCl3(填AlCl3或Al2Cl6)。
②气态氯化铝是具有配位键的化合物,分子中原子间成键关系如图所示,请将图中你认为是配位键的斜线上加上箭头 
。

(4)碳热还原制锰合金反应为Mn3C(s)+CO2(g)⇌3Mn(s)+2CO(g)Kp,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(1nK=2.303×lgK)与温度的关系如图所示(已知KP是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。

向恒容密闭容器中加入足量Mn3C并充入0.1molCO2,发生上述反应,测得A点时容器的总压为akPa,则A点时CO2的平衡转化率为 33.3%33.3%(保留三位有效数字);A点对应温度下的Kp=0.5a0.5akPa。
一定条件
一定条件


【答案】ΔH1-ΔH2;Al4O4C;Al2O3+AlCl3+3C 3AlCl+3CO;AlCl3;
;33.3%;0.5a
一定条件

【解答】
【点评】
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发布:2024/5/12 8:0:9组卷:51引用:3难度:0.7
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