【題目】甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
Si(s)+4HCl(g)=SiCl4(g)+2H2(g) H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)=SiCl4(g)+H2(g) H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是 ___。
(2)鋁鋰形成化合物LiAlH4既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式____。LiAlH4在化學(xué)反應(yīng)中通常作_______(填“氧化”或“還原”)劑。工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _________
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率為____,該反應(yīng)是____反應(yīng)(填“放熱”“吸熱”)。
②323.15K時,要縮短反應(yīng)達到平衡的時間,可采取的最佳措施是____。
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大。Va ___Vb (填“>”“<”或“=”)。已知反應(yīng)速率V正=K1x2SiHCl3,V逆=K2xSiH2Cl2xSiCl4,K1,K2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分數(shù),則在353.15K時K1/K2 =____(保留3位小數(shù))。
(5)硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3,室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強的是 ___,其原因是____。已知:H2SiO3 :Ka1=2.0×10-10、Ka2=2.0×10-12、H2CO3 :Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11
【答案】Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) H=-210kJ/mol LiAlH4+2H2O=4H2↑+LiAlO2 還原 LiAlH4+ SiCl4= SiH4+ LiCl+AlCl3 24% 吸熱 改進催化劑 > 0.025 硅酸鈉 硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2,硅酸鈉更易水解
【解析】
根據(jù)蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式;水解方程式是LiAlH4與水反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鋰,LiAlH4與四氯化硅反應(yīng)生成兩種鹽,根據(jù)金屬元素可推出為LiCl、AlCl3;由圖可知353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率最大為24%,同時可得溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡正向移動;a、b兩處轉(zhuǎn)化率相同,時間不同,根據(jù)時間長短可判斷速率快慢;根據(jù)平衡時正逆反應(yīng)速率相等,可求出K值與K1、K2的關(guān)系,進而計算出K1與K2的比值;根據(jù)越弱越水解原則判斷溶液的堿性強弱;據(jù)此分析。
(1)Si(s)+4HCl(g)=SiCl4(g)+2H2(g) H=-241kJ/mol ①;SiHCl3(g)+HCl(g)=SiCl4(g)+H2(g) H=-31kJ/mol ②;根據(jù)蓋斯定律,①-②得硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式:Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) H=-210kJ/mol;答案為:Si(s)+3HCl(g)= SiHCl3(g)+H2(g) H=-210kJ/mol;
(2) LiAlH4遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,則水解反應(yīng)化學(xué)方程式為:LiAlH4+2H2O=4H2↑+LiAlO2;LiAlH4中H是-1價,在化學(xué)反應(yīng)中常作還原劑;四氯化硅和LiAlH4反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽,LiAlH4中有2種金屬元素,所以生成的2種鹽為氯化鋁和氯化鋰,化學(xué)方程式為:LiAlH4+ SiCl4= SiH4+ LiCl+AlCl3;答案為:LiAlH4+2H2O=4H2↑+LiAlO2;還原;LiAlH4+ SiCl4= SiH4+ LiCl+AlCl3;
(3)①根據(jù)圖得353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率最大為24%,則轉(zhuǎn)化率為24%;同時可得溫度升高,平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明平衡正向移動,正向為吸熱反應(yīng);答案為:24%;吸熱;
②323.15K時,要縮短反應(yīng)達到平衡的時間即加快反應(yīng)速率,可采取的最佳措施是改進催化劑;答案為:改進催化劑;
(4)a、b兩處轉(zhuǎn)化率相同,說明消耗的SiHCl3等量,時間不同,時間越短速率越快,則Va>Vb;已知反應(yīng)速率V正=K1x2SiHCl3,V逆=K2xSiH2Cl2xSiCl4,達到平衡時V正= V逆,即K1x2SiHCl3= K2xSiH2Cl2xSiCl4,變式得===K,由圖可得平衡時轉(zhuǎn)化率為24%,三段式表示為:,,則在353.15K時=0.025;答案為:>;0.025;
(5)根據(jù)硅酸和碳酸的2級電離常數(shù)可得,H2SiO3的Ka2=2.0×10-12,小于H2CO3的Ka2=5.6×10-11,越弱越水解原則得硅酸根離子水解程度大于碳酸根離子水解程度,所以室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強的是硅酸鈉;答案是:硅酸鈉;硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2,硅酸鈉更易水解。
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【題目】CO和H2在一定條件下可以合成乙醇(CH3CH2OH):2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g),下列敘述中能說明上述反應(yīng)在一定條件下已達到最大限度的是( )
A. CO全部轉(zhuǎn)化為乙醇
B. 正反應(yīng)和逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率均為零
C. 反應(yīng)體系中乙醇的物質(zhì)的量濃度不再變化
D. CO和H2以1:2的物質(zhì)的量之比反應(yīng)生成乙醇
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【題目】下列關(guān)于有機化合物 和 的說法正確的是( )
A. 一氯代物數(shù)目均有6種
B. 二者均能發(fā)生取代、加成和氧化反應(yīng)
C. 可用酸性高錳酸鉀溶液區(qū)分
D. 分子中所有碳原子可能在同一平面上
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【題目】“太陽水”電池裝置如圖所示,該電池由三個電極組成,其中a為TiO2電極,b為Pt電極,c為WO3電極,電解質(zhì)溶液為pH=3的Li2SO4-H2SO4溶液。鋰離子交換膜將電池分為A、B兩個區(qū),A區(qū)與大 氣相通,B區(qū)為封閉體系并有N2保護。下列關(guān)于該電池的說法錯誤的是( )
A.若用導(dǎo)線連接a、c,則a為負極,該電極附近pH減小
B.若用導(dǎo)線連接a、c,則c電極的電極反應(yīng)式為HxWO3 - xe- =WO3 + xH+
C.若用導(dǎo)線先連接a、c,再連接b、c,可實現(xiàn)太陽能向電能轉(zhuǎn)化
D.若用導(dǎo)線連接b、c, b電極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O
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【題目】有機物F可用于某抗凝血藥的制備,工業(yè)生成F的一種路線圖如下(其中H與FeCl3溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)):
回答下列問題:
(1)A的名稱是 ___,E中的官能團是名稱是____。
(2)B→C的反應(yīng)類型是 ___,F的分子式為____。
(3)H的結(jié)構(gòu)簡式為 ___。
(4)E與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ___。
(5)同時滿足下列條件的D的同分異構(gòu)體共有____種,寫出核磁共振氫譜有5組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式 ___
①是芳香族化合物
②能與NaHCO3溶液反應(yīng)
③遇到FeCl3溶液不顯色
④1mol該物質(zhì)與鈉反應(yīng)時最多可得到1molH2
(6)以2氯丙酸、苯酚為原料制備聚丙烯酸苯酚酯( ),寫出合成路線圖(無機試劑自選)_________。
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【題目】鈦及其化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
(1)基態(tài)鈦原子的價電子排布式為_____,與鈦同周期的元素中,基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與鈦相同的元素分別是____(填元素符號)。
(2)在濃的TiCl 3的鹽酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至飽和,可得到配位數(shù)為6、組成為TiCl3·6H2O的綠色晶體,該晶體中兩種配體的物質(zhì)的量之比為1∶5,則該配合物的化學(xué)式為______; 1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目_______。
(3)半夾心結(jié)構(gòu)催化劑M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合,其結(jié)構(gòu)如下圖所示。
①組成M的元素中,電負性最大的是_________(填名稱)。
②M中非金屬元素的第一電離能大小順序_________。
③M中不含________(填代號)。
a.π鍵 b.σ鍵 c.離子鍵 d.配位鍵
(4)金紅石(TiO 2)是含鈦的主要礦物之一。其晶胞是典型的四方晶系,結(jié)構(gòu)(晶胞中相同位置的原子相同)如圖所示。
若A、B、C的原子坐標(biāo)分別為A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),則D的原子坐標(biāo)為D(0.19a,____,___);鈦氧鍵的鍵長d=______(用代數(shù)式表示)。
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【題目】下列敘述正確的是()
A. NaCl的摩爾質(zhì)量是58.5gB. 64g氧氣中含有2mol氧
C. 4g氦氣中含有2mol氦原子D. 0.1molCO2中含有6.02×1022個CO2分子
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【題目】二氧化碳的捕集、利用與封存(CCUS)是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在 2 L 的恒溫恒容密閉容器中,充入 2molCO2 和 6molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),測得 CO2 和 CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖:
(1)從 3 min 到 15min,υ(H2)=____molL-1min-1;
(2)能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____填編號)。
A. 反應(yīng)中 CO2 與 CH3OH 的物質(zhì)的量濃度之比為 1∶1(即圖中交叉點)
B. 混合氣體的壓強不隨時間的變化而變化
C. 單位時間內(nèi)生成 1mol H2,同時生成 1mol CH3OH
D. 混合氣體的平均密度不隨時間的變化而變化
(3)平衡時 CO2 的轉(zhuǎn)化率為 _____。
(4)平衡混合氣體中 CO2(g)和 H2(g)的物質(zhì)的量之比是 ______。
(5)第 3 分鐘時υ正(CH3OH)______第 15 分鐘時υ逆(CH3OH)(填“>”、“<” “=”)。
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【題目】M是第四周期元素,最外層只有1個電子,次外層的所有原子軌道均充滿電子。元素Y的負一價離子的最外層電子數(shù)與次外層的相同;卮鹣铝袉栴}:
(1)單質(zhì)M的晶體類型為________,其中M原子的配位數(shù)為________。
(2)元素Y基態(tài)原子的核外電子排布式為________,其同周期元素中,第一電離能最大的是________(寫元素符號)。
(3)M與Y形成的一種化合物的立方晶胞如圖所示。
①該化合物的化學(xué)式為________,已知晶胞參數(shù)a=0.542 nm,此晶體的密度為__________g·cm-3。(寫出計算式,不要求計算結(jié)果。阿伏加德羅常數(shù)為NA)
②此化合物的氨水溶液遇到空氣被氧化為深藍色,其中陽離子的化學(xué)式為________。
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