【題目】SiCl4在室溫下為無色液體,易揮發(fā),有強烈的刺激性氣味。工業(yè)上,提純粗硅的原理如下:

(1)已知:① Si(s)+4HCl(g) SiCl4(g)+2H2(g) △H1=-241 kJ·mol-1

②Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) △H2= -210 kJ·mol-1

③3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g) △H3= -akJ·mol-1

a=__________。

(2)工業(yè)上,利用蒸餾水吸收尾氣中的氯化氫制鹽酸。常用沉淀滴定法測定鹽酸的濃度:取一定體積的鹽酸用標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定,用K2CrO4溶液作指示劑。已知:298 K時Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4)分別為 1.8×10-10、l.0×10-12。

若選擇K2CrO4為指示劑,使溶液中c(CrO42-)=0.01 mol·L-1。當(dāng)產(chǎn)生黃色Ag2CrO4沉淀時,c(Cl-)=__________ mol·L-1。

(3)研究反應(yīng)③最適合的反應(yīng)溫度,四氯化硅的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖所示。

①圖像中表示SiHCl3(g)的正反應(yīng)速率小于SiHCl3(g)的逆反應(yīng)速率的點是__________(填“A”“B”或“C”)。

②溫度低于500℃時,隨著溫度升高,四氯化硅的轉(zhuǎn)化率增大,其原因是_________________。

(4)一定溫度下,向2L恒容密閉器中充入一定量的SiCl4(g)、H2(g)和Si(s)發(fā)生反應(yīng)③,經(jīng)過tmin達到平衡。測得平衡體系中H2、SiHCl3(g)的物質(zhì)的量濃度分別為2mol·L-1、1 mol·L-1

(i)從反應(yīng)開始到平衡時SiCl4的平均速率為__________。

(ii)在該條件下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為__________。升髙溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)__________(填“增大”,“減小”或“不變”)。

(iii)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4(g)和H2(g)(假設(shè)硅足量),當(dāng)反應(yīng)再次達到平衡時,與原平衡相比較,H2的體積分?jǐn)?shù)將__________ (填“增大”“減小”或“不變”)。

(iv)若平衡后,將容器的體積壓縮至1L(硅足量),再次達到平衡時,H2的物質(zhì)的量濃度范圍為__________。

【答案】 117 1.8×10-5 C 500℃之前反應(yīng)未達到平衡,升高溫度,反應(yīng)速率加快 mol·L-1·min-1 20% 減小 減小 2 mol·L-1<c(H2)<4 mol·L-1

【解析】試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律計算a ; (2)根據(jù)c(CrO42-)=0.01 mol·L-1、Ksp(Ag2CrO4)計算銀離子濃度,再根據(jù)Ksp(AgCl),計算氯離子濃度;(3)A點后SiHCl3(g)濃度增大,B點后SiHCl3(g)濃度減;500℃之前由于溫度低反應(yīng)速率慢,未達到平衡。(4)根據(jù)三段式計算平均速率平衡轉(zhuǎn)化率。焓變小于0,升髙溫度,該反應(yīng)平衡逆向移動。若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4(g)和H2(g)相當(dāng)于加壓;若平衡后,將容器的體積壓縮至1L(硅足量),壓強增大,平衡正向移動;

解析:(1)根據(jù)蓋斯定律計算②×4-①×3得 3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s) 4SiHCl3(g) △H3=-117 kJ·mol-1; (2)根據(jù), 1×10-5,c(Cl-)=1.8×10-10÷1×10-5= 1.8×10-5 ;(3)A點后SiHCl3(g)濃度增大說明反應(yīng)正向進行,B點后SiHCl3(g)濃度減小說明反應(yīng)逆向進行;500℃之前由于溫度低反應(yīng)速率慢,未達到平衡所以溫度低于500℃時,隨著溫度升高,四氯化硅的轉(zhuǎn)化率增大。(4)根據(jù)

(i)從反應(yīng)開始到平衡時SiCl4的平均速率為mol·L-1·min-1

iiH2的平衡轉(zhuǎn)化率為 20%。焓變小于0,升髙溫度,平衡逆向移動,該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。

(iii)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4(g)和H2(g)(假設(shè)硅足量),相當(dāng)于加壓平衡正向移動,當(dāng)反應(yīng)再次達到平衡時,與原平衡相比較,H2的體積分?jǐn)?shù)將減小。

(iv)若平衡后,將容器的體積壓縮至1L(硅足量),再次達到平衡時,假設(shè)平衡不移動,H2的物質(zhì)的量濃度變?yōu)?/span>4 mol·L-1,將容器的體積壓縮至1L,壓強增大平衡正向移動,所以H2的物質(zhì)的量濃度2 mol·L-1<c(H2)<4 mol·L-1。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】三草酸合鐵()酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]3H2O)有很重要的用途.可用如圖流程來制備.根據(jù)題意完成下列各題:

(1)要從溶液中得到綠礬,必須進行的實驗操作是 (按前后順序填寫)

a.過濾洗滌 b.蒸發(fā)濃縮 c.冷卻結(jié)晶 d.灼燒 e.干燥

某興趣小組為測定三草酸合鐵酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]3H2O)中鐵元素含量,做了如下實驗:

步驟1:稱量5.000g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250ml溶液.

步驟2:取所配溶液25.00ml于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同時,MnO4被還原成Mn2+.向反應(yīng)后的溶液中加入一定量鋅粉,加熱至黃色剛好消失,過濾,洗滌,將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時,溶液仍里酸性.

步驟3:在酸性條件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點,共做三次實驗,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4,被還原成Mn2+

(2)步驟1中,配制三草酸合鐵酸鉀溶液需要使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒以外還有 ;

主要操作步驟依次是:稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、 、定容、搖勻.

(3)步驟2中,加入鋅粉的目的是

(4)步驟3中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:

(5)步驟2中,若加入的KMnO4的溶液的量不夠,則測得的鐵含量 (選填“偏低”、“偏高”、“不變”)

(6)某同學(xué)將8.74g無水三草酸合鐵酸鉀(K3[Fe(C2O4)3])在一定條件下加熱分解,所得固體的質(zhì)量為5.42g,同時得到密度為1.647g/L(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體(是物質(zhì)的量之比為4:5的混合氣體).研究固體產(chǎn)物得知,鐵元素不可能以三價形式存在,而鹽只有K2CO3.寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有氨水 ②NH4Cl溶液 ③Na2CO3溶液 ④NaHCO3溶液各25 mL,物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L,下列說法正確的是

A. 4種溶液pH的大小順序:①>④>③>②

B. 溶液、等體積混合后pH > 7,則c(NH4+) < c(NH3·H2O)

C. 向溶液、中分別加入25 mL 0.1mol/L鹽酸后,溶液中c(NH4+)①>②

D. 向溶液中分別加入12.5 mL 0.1mol/L NaOH溶液后,兩溶液中的離子種類相同

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【題目】NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、 AlCl3五種溶液,只需要一種試劑就可以把它們鑒別開來,這種試劑是(

A. 氨水 B. 燒堿溶液 C. 鹽酸 D. KSCN溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以重要的化工原料A(C2H2)合成有機物E和的路線如圖所示,部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物略去。其中D在一定條件下可被氧化成酮。

己知:R1-C≡CNa+R2-Cl→R1-C≡C-R2+NaCl

回答下列問題:

(1)B的系統(tǒng)命名是__________

已知C是順式產(chǎn)物,則C的結(jié)構(gòu)簡式為______________。

(2)E的結(jié)構(gòu)簡式為__________________________。

(3)反應(yīng)⑧產(chǎn)物與足量新制Cu(OH)2懸濁液的化學(xué)方程式為________________________

(4)符合下列二個條件(HOCH2C≡CCH2OH)的同分異構(gòu)體共_______種(不考慮立體異構(gòu)),

①可以和氫氧化鈉溶液反應(yīng)②可以使溴的四氯化碳溶液褪色。

寫出其中可發(fā)生銀鏡反應(yīng),核磁共振氫譜圖有三組峰的結(jié)構(gòu)簡式_____________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的下列敘述中正確的是

除苯環(huán)外的其余碳原子有可能都在一條直線上

除苯環(huán)外的其余碳原子不可能都在一條直線上

③12個碳原子不可能都在同一平面上

④12個碳原子有可能都在同一平面上

A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ②④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定量的Fe、FeO、Fe2O3固體混合物,恰好溶解在0.1 mol鹽酸中,并生成224mL(標(biāo)況)的氫氣。取同質(zhì)量的上述固體與足量的CO高溫反應(yīng)后,固體質(zhì)量減少( )

A. 條件不足 B. 0.72g C. 0.48g D. 0.64g

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列氣體無毒的是

A. Cl2 B. N2 C. CO D. SO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖,a、b是石墨電極,通電一段時間后,a極附近溶液顯紅色。下列說法正確的是(  )

A. Pt極上有64 g Cu析出時,b極產(chǎn)生22.4 L氣體

B. a極的電極反應(yīng)是2Cl2e= Cl2

C. 電解過程中CuSO4溶液的pH逐漸增大

D. X極是電源負(fù)極,Y極是電源正極

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