题目内容
多晶硅生产工艺流程如下:
(1)粗硅粉碎的目的是 。分离SiHCl3 (l)和SiCl4(l)的方法为 。
(2)900℃以上, H2与SiHCl3发生如下反应:SiHCl3 (g)+ H2 (g)Si (s) + 3HCl (g) ΔH >0,其平衡常数表达式为K = 。为提高还原时SiHCl3的转化率,可采取的措施有 。
(3)该流程中可以循环使用的物质是 。
(4)SiCl4与上述流程中的单质发生化合反应,可以制得SiHCl3,其化学方程式为 。
(1)增大接触面积,加快反应速率,充分反应(2分) 蒸馏(2分)
(2)K= (3分) 升高温度或增大氢气与 SiHC13的物质的量之比或增大氢气浓度(2分)
(3)HCl、H2(2分)
(4)3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3(2分)
解析试题分析: (1)粗硅粉碎长大了表面积,加快反应速率;SiHCl3和SiCl4均为液态而且互相溶解,根们沸点不同,用蒸馏法分离。
(2)Si为固态,表达式中无Si,使平衡向正反应方向移动,能提高还原时SiHCl3的转化率。
(3))HCl、H2在流程中分别作反应物和生成物,所以可循环使用。
(4)结合流程,对比SiHCl3和SiCl4,可得出反应物还有和H2和Cl2,然后写出化学方程式。
考点:本题考查化学反应速率、化学平衡移动、化学平衡常数、流程图的分析和化学方程式的书写。
氨气是生产氮肥、硝酸、纯碱等的重要原料。
(1)实验室模拟合成氨。在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙、丙三种方式分别投料(单位是mol /L),平衡时测得甲容器中H2的转化率为20%。
| N2 | H2 | NH3 |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
①平衡时甲容器中氨气的浓度为 。
②乙容器中开始反应时,v逆 v正(填<、>或=)。
③达平衡时,甲、乙、丙三容器中NH3的体积分数由大到小的顺序为 。
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①焓变ΔH_____0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
③右图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
(14分)某化学反应2A(g)B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为零,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况,根据下述数据,完成下列填空:
实验 序号 | 温度/℃ | 时间/min | ||||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | ||
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | c2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800℃ | c 3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验l过程中,10 min~20 min时间内用B表示该反应的平均化学反应速率为 mol/(L·min)。
(2)在实验2过程中,A的初始浓度c2= mol/L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的化学反应速率为v3,实验1的化学反应速率为v1,则v3 v1,且c3 1.0 mol/L (填“<”、“>”或“=”)。
(4)比较实验4和实验l,可推测该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。理由是
。
I.高炉炼铁的主要反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
已知该反应的H,在1000℃时,K=64。在1000℃的条,在容积10 L的密闭容器中,加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.OmoI,反应经10 min后达到平衡。
(1)该时间范围内的平均反应速率v(CO2)=_________mol/Lmin
(2) 的最大转化率_________________。
(3)欲提高CO的平衡转化率,可采取的措施是_______________。
A.减少Fe的量 | B.增加Fe2O3的量 |
C.升高反应温度 | D.移出部分CO2 |
Ⅱ.已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g),其平衡常数K2.在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
(4)通过表格中的数值可以推断:反应①的△H_ O。(填“>”“<”)
(5)现有反应③:该反应的平衡常数的数学表
达式K3=____。
(6)根据反应①和②可以推导出Ki,Kz和玛之间的关系式。K3=__________。据此关系式和上表数据,也能推断出反应③的△H_ _0(填“>”“<”)。
(1)25 ℃时,合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol
①在该温度时,取l mol N2和3 mol H2放在密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,测得反应放出的热量总是_______92.4 kJ。(填“小于”, “大于” 或“等于”)
②一定条件下,上述可逆反应在体积固定的密闭容器中进行,下列叙述能说明反应已达到平衡的是_______________。
A.NH3生成的速率与NH3分解的速率相等 |
B.混合气体的反应速率v正(NH3)=v逆(H2) |
C.容器内的密度不再变化 |
D.单位时间内消耗a mol N2,同时生成2a mol NH3 |
(3)常温下,向0.001mol/LAlCl3溶液中通入NH3直至过量,当PH=_________时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)
(14分)工业制硝酸的主要反应是4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ/mol(a﹥0)
(1)如果将4molNH3和5molO2放入容器中,达到平衡时,放出热量0.8akJ,则反应时转移的电子数为
mol
(2)若其他条件不变,下列关系图中错误的是 (选填序号)
(3)t℃时,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度如下表
浓度(mol/L) 时间(min) | c(NH3) | c(O2) | c(NO) | c(H2O) |
起 始 | 4.0 | 5.5 | 0 | 0 |
第2min | 3.2 | x | 0.8 | 1.2 |
第4min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
第6min | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
①反应在第2mim到第4mim时,反应速率v(O2)=
②第2min时改变了条件,改变的条件可能是
A.升高温度 B.使用了催化剂 C.减小压强 D.增加了生成物
③在相同的温度下,起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的浓度都为1mol/L,则该反应将向 _______方向进行(填“正反应”.“逆反应”.“不移动”)
(4)工业上用水吸收二氧化氮生产硝酸,生成的NO2气体经过多次氧化、吸收的循环操作使其充分转化为硝酸(假定上述过程中无其它损失),现有23吨NO2经过2次氧化吸收得到20℅的稀硝酸 吨。
(5)成品硝酸的浓度为60%~70%,为了制浓硝酸,常用Mg(NO3)2作吸水剂,然后进行蒸馏,不用CaCl2或MgCl2作吸水剂的原因是__________________________________________