Question

某高溫還原法制備新型陶瓷氮化鋁（AlN）的反應體系中的物質有：Al₂O₃、C、N₂、AlN、CO．
（1）請將AlN之外的反應物與生成物分別填入以下空格內，配平，并標出電子轉移的方向和數目

（2）若反應中共轉移3.01×10²³個電子，則該反應產生氣體的體積為：

 

（標準狀況下）；
（3）氮化鋁也能由氯化鋁與氨氣經氣相反應制得：AlCl₃+NH₃ 

高溫

 AlN+3HCl反應中，該方法比前者在生產上更具優勢．下列說法中，正確的是

 

．
A、前一方法中的 Al₂O₃、C、N₂結構穩定，反應時破壞化學鍵需要消耗更多的能量
B、前一方法中的Al₂O₃和C容易殘留在氮化鋁中
C、兩種方法中氮化鋁均為還原產物．

Answer 1

分析：（1）AlN是生成物，反應中A1₂O₃→AlN，Al元素化合價不變化，根據氮元素守恒N₂是反應物，反應中N₂→AlN，N元素的化合價降低，根據電子轉移守恒可知C是反應物，CO₂是生成物．反應中N₂→AlN，N元素的化合價由0價降低為-3價，共降低6價，C→CO₂，C元素化合價由0價升高為+4價，共升高4價，化合價升降最小公倍數為12，故N₂系數為2，故系數為，故C系數為3，根據元素守恒確定其它物質的系數，配平書寫方程式．
（2）根據轉移電子和一氧化碳之間的關系式計算；
（3）A．根據化學鍵鍵能判斷；
B．根據物質的狀態判斷；
C．根據元素化合價是否變化以及如何變化判斷．

解答：解：（1）A1₂O₃是反應物，反應中A1₂O₃→AlN，Al元素化合價不變化，根據氮元素守恒N₂是反應物，反應中N₂→AlN，N元素的化合價降低，根據電子轉移守恒可知C是反應物，CO₂是生成物．反應中N₂→AlN，N元素的化合價由0價降低為-3價，共降低6價，C→CO₂，C元素化合價由0價升高為+4價，共升高4價，化合價升降最小公倍數為12，故N₂系數為2，故系數為，故C系數為3，根據N元素守恒可知AlN系數為4，根據Al元素守恒可知Al₂O₃系數為2，根據C元素守恒可知CO₂系數為3，所以其化學反應方程式為：，故答案為：；
（2）根據方程式知，生成67.2L一氧化碳需要轉移電子6×6.02×10²³個，若反應中共轉移3.01×10²³個電子，則該反應產生氣體的體積=

67.2L×3.01×1023

6×6.02×1023

=5.6 L，故答案為：5.6 L；
（3）A．Al₂O₃、C、N₂結構化學鍵鍵能較大，所以反應時破壞化學鍵需要消耗更多的能量，故A正確；
B．Al₂O₃、C和AlN都是固體，所以Al₂O₃和C容易殘留在氮化鋁中，故B正確；
C．前一方法中，氮化鋁為還原產物，后一方法不是氧化還原反應，氮化鋁既不是氧化產物也不是還原產物，故C錯誤；
故選AB．

點評：本題考查氧化還原反應方程式的配平、物質的量的有關計算，根據轉移電子數相等來進行配平，明確元素化合價是解本題關鍵，難度不大．