题目内容

多晶硅是太阳能光伏产业的重要原料。
(1)由石英砂可制取粗硅,其相关反应的热化学方程式如下:

①反应SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)的△H=    kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
②SiO是反应过程中的中间产物。隔绝空气时,SiO与NaOH溶液反应(产物之一是硅酸钠)的化学方程式是          
(2)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3,经提纯后再用H2还原:SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)不同温度及不同n(H2)/n(SiHCl3)时,反应物X的平衡转化率关系如图;

①X是      (填“H2”、“SiHCl3”)。
②上述反应的平衡常数K(1150℃)    K(950℃)(选填“>”、“<”、“=”)
(3)SiH4(硅烷)法生产高纯多晶硅是非常优异的方法。
①用粗硅作原料,熔盐电解法制取硅烷原理如图10,电解时阳极的电极反应式为     
②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料,它可由SiH4与NH3混合气体进行气相沉积得到,已知Y中Si的质量分数为60%,Y的化学式为        


(1)①2a+b     ②   SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2
(2)①SiHCl3    ②>
(3)Si - 4e+ 4H- = SiH4↑  Si3N4

解析试题分析:(1)方程式中上式乘2加下式即得;(2)根据氧化还原反应化合价升降确定还原产物为H2, SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2↑;(3)随着横坐标数值增大,氢气的含量增大,X转化率增大,所以该物质是SiHCl3;相同比值时,温度越高,SiHCl3转化率越大,故正反应为吸热反应,温度越高K值越大;(3)电解时粗硅溶解结合介质中的H-,故为Si - 4e+ 4H- = SiH4↑;根据质量关系计算物质的量关系确定化学式。
考点:考查化学反应原理中反应热的计算、平衡移动判断、电化学知识等有关问题。

练习册系列答案
相关题目

氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)            △H=" +" 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)            △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)     △H=    kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是  
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是    
(2)采矿废液中的CN-可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-  HSO4-H++ SO42-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   
(3)氧化镁处理含NH4+的废水会发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是    

②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是    
(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是    mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
(1)已知:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)            △H=" +" 50.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)            △H="-571.6" kJ·mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)     △H=     kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自发进行的原因是   
③用次氯酸钠氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是   
(2)采矿废液中的CN-可用H2O2处理。已知:H2SO4=H++ HSO4-   HSO4-H++ SO42-
用铂电极电解硫酸氢钾溶液,在阳极上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。写出阳极上的电极反应式   
(3)氧化镁处理含的废水会发生如下反应:
MgO+H2OMg(OH)2        Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①温度对氮处理率的影响如图所示。在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是   

②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是   
(4)滴定法测废水中的氨氮含量(氨氮以游离氨或铵盐形式存在于水中)步骤如下:①取10 mL废水水样于蒸馏烧瓶中,再加蒸馏水至总体积为175 mL②先将水样调至中性,再加入氧化镁使水样呈微碱性,加热③用25 mL硼酸吸收蒸馏出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④将吸收液移至锥形瓶中,加入2滴指示剂,用c mol·L-1的硫酸滴定至终点[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],记录消耗的体积V mL。则水样中氮的含量是   mg·L-1(用含c、V的表达式表示)。

汽车内燃机工作时产生的电火花和高温会引起反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g),导致汽车尾气中的NO和NO2对大气造成污染。
(1)在不同温度(T1,T2)下,一定量的NO分解产生N2和O2的过程中N2的体积分数随时间t变化如右图所示。根据图像判断反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)为_________反应(填“吸热”或“放热”),随着温度的升高,该反应的平衡常数K________(填“增大”“减小”或“不变”,平衡向________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(2)某温度时,向容积为1L的密闭容器中充入5mol N2与2.5molO2,发生N2(g)+O2(g)=2NO(g)反应,2min后达到平衡状态,NO的物质的量为1mol,则2min内氧气的平均反应速率为_________,该温度下,反应的平衡常数K=________。该温度下,若开始时向上述容器中加入的N2与O2均为1mol,则N2的平衡浓度为_______mol/L。
(3)为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如右图所示

写出上述变化中的总化学反应方程式:________________________________________。
(4)用催化还原的方法也可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-1160kJ/mol
写出CH4还原NO2至N2的热化学方程式_______________________________________。

能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。因此甲醇被称为21世纪的新型燃料。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)  2CO2(g)+4H2O(g) △H= -1275.6 kJ·mol—1
②H2O(l)   H2O(g)                    △H="+" 44.0 kJ.mo1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                              
(2)工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。

①在“图1”中,曲线         (填“a”或“b”)表示使用了催化剂。
②能判断该反应在“图2”所在条件下是否已达化学平衡状态的依据是        。(双选)

A.容器中压强不变 B.体系的密度不随时间改变
C.v(H2)=2v(CH3OH) D.CO与H2的物质的量的比不随时间改变
③计算该温度下CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数K=          。
④请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P1、P2,且P1<P2)。
(3)CaSO4是一种微溶物质,已知Ksp(CaSO4)=9.10×10-6。现将c mol·L-1 CaCl2溶液与2.00×10-2 mol·L-1 Na2SO4溶液等体积混合生成沉淀,则c的最小值是            (结果保留3位有效数字)。

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