题目内容

多晶硅（硅单质的一种）被称为“微电子大厦的基石”，制备中副产物以SiCl4为主，它环境污染很大，能遇水强烈水解，放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉（主要成分为BaCO3，且含有铁、镁等离子）制备BaCl2·2H2O，工艺流程如下：

已知：
①常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4、12.4
②BaCO3的相对分子质量是197；BaCl2·2H2O的相对分子质量是244
回答下列问题：
（1）SiCl4发生水解反应的化学方程式为_______________________________________
（2）用H2还原SiCl4蒸汽可制取纯度很高的硅，当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则该反  应的热化学方程式为_____________________________________________
（3）加钡矿粉并调节pH=7的目的是①               ，②               
（4）过滤②后的滤液中Fe3+浓度为          （滤液温度25℃，Ksp[Fe(OH)3]=2.2×10-38）
（5）生成滤渣A的离子方程式__________________________________________
（6）列式计算出10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O的质量为多少吨？

(14分，第2、6问各3分，其他各2分)（1）SiCl4+4H2O＝H4SiO4↓+4HCl
（2）SiCl4(s)+2H2(g)＝Si(s)+4HCl(s)  △H＝+236kJ/mol
（3）使BaCO3转化为BaCl2；使Fe3+完全沉淀  （4）2.2×10-17mo/L
（5）Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ （6）=×244＝9.76t

解析试题分析：（1）氯化硅水解生成原硅酸和氯化氢，水解方程式为SiCl4+4H2O＝H4SiO4↓+4HCl。
（2）在反应中硅元素的化合价从＋4价降低到0价，得到4个电子。当反应中有1mol电子转移时吸收59KJ热量，则消耗1mol氯化硅是吸收的热量是59kJ×4＝236kJ，因此该反应的热化学方程式为SiCl4(s)+2H2(g)＝Si(s)+4HCl(s)  △H＝+236kJ/mol。
（3）pH＝3.4时，三价铁离子完全生成沉淀；盐酸和碳酸钡反应生成氯化钡和二氧化碳、水，所以加钡矿粉并调节pH＝7的作用是使BaCO3转化为BaCl2，同时使Fe3+完全沉淀。
（4）溶液的pH＝7，则溶液中 c(OH－)＝1×10－7mo/L，则共计氢氧化铁的溶度积常数可知，滤液中Fe3+浓度＝＝2.2×10-17mo/L。
（5）由于滤液中还含有镁离子，所以需要调节溶液的pH＝12.5，使镁离子完全沉淀生成氢氧化镁，反应的离子方程式是Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓
（6）根据钡原子守恒可知，10吨含78.8% BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O的质量为×244＝9.76t。
考点：考查制备实验方案的设计；热化学方程式的书写；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的计算；物质制备的计算等

练习册系列答案
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开发、使用清洁能源发展“低碳经济”，正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）已知：① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)  ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)    ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1)  ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___________。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)  ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”，下同)；A、B、C三点处对应平衡常数（KA、KB、KC）的大小关系为___________。
     
②100℃时，将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中，发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a．容器内气体密度恒定  
b．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c．容器的压强恒定      
d．3v正(CH4) = v逆(H2)
如果达到平衡时CH4的转化率为0.5，则100℃时该反应的平衡常数K =___________
（3）某实验小组利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH（aq）设计成如图b所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为___________。

（14分）研究银及其化合物具有重要意义。
（l）已知：
Ag2O（s）+2HC1（g）   2AgC1（s）+H2O（1） △H1=－324．4 kJ·mo1－1
2Ag（s）+1/2O2（g）   Ag2O（s）            △H2=－30．6 kJ·mo1－1
H2（g）+C12（g）    2HC1（g）           △H3=－184．4 kJ．·mo1－1
2H2（9）+O2（g）   2H2O（1）           △H4=－571．2 l·mo1－1
写出氯气与银生成固体氯化银的热化学方程式________。
（2）美丽的银饰常用Fe(NO3)3溶液蚀刻，写出Fe3+与Ag反应的离子方程式___        _；要判定Fe(NO3)3溶液中NO3—是否在银饰蚀刻中发生反应，可取                   的硝酸溶液，然后根据其是否与Ag发生反应来判定。
（3）银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，放电时，正极Ag2O2转化为Ag，负极Zn转化为Zn(OH)2，则正极反应式为           ，负极附近溶液的pH ___  （填“增大”、“不变”或“减小”）。
（4）电解法精炼银时，粗银应与直流电源的       极相连，当用AgNO3和HNO3混合溶液做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体，则产生该现象的电极反应式为____。

近年来，以天然气等为原料合成甲醇的难题被一一攻克，极大地促进了甲醇化学的发展。
（1）与炭和水蒸气的反应相似，以天然气为原料也可以制得CO和H2，该反应的化学方程式为_________。
（2）合成甲醇的一种方法是以CO和H2为原料，其能量变化如图所示：

由图可知，合成甲醇的热化学方程式为________________________________________。
（3）以CO2为原料也可以合成甲醇，其反应原理为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在lL的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在500℃下发生反应，测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时问变化如图所示：

则下列说法正确的是_________________(填字母)；

A．3min时反应达到平衡
B．0～10min时用H2表示的反应速率为0．225mol·-1·min-1
C．CO2的平衡转化率为25％
D．该温度时化学平衡常数为（mol/L）－2
②在相同温度、相同容积的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
容器1
容器2
容器3
反应物投入量（始态）
1molCO2、3molH2
0.5molCO2、1.5molH2
1molCH3OH、1molH2O
CH3OH的平衡浓度/mol?L-1
c1
c2
c3
平衡时体系压强/Pa
p1
p2
p3
 
则下列各量的大小关系为c1___________c3，p2_________p3(填“大于”、“等于”或“小于”)。
（4）近年来，甲醇燃料电池技术获得了新的突破，如图所示为甲醇燃料电池的装置示意图。电池工作时，分别从b、c充入CH3OH、O2，回答下列问题：

①从d处排出的物质是___________，溶液中的质子移向电极__________(填“M”或“N”)；
②电极M上发生的电极反应式为__________________________。

工业上采用乙苯与CO2脱氢生产重要化工原料苯乙烯

其中乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行

（1）上述乙苯与CO2反应的反应热△H为________________________。
（2）①乙苯与CO2反应的平衡常数表达式为：K=______________________。
②下列叙述不能说明乙苯与CO2反应已达到平衡状态的是_____________________。
a．v正(CO)=v逆(CO)                   b．c(CO2)=c(CO)
c．消耗1mol CO2同时生成1molH2O      d．CO2的体积分数保持不变
（3）在3L密闭容器内，乙苯与CO2的反应在三种不同的条件下进行实验，乙苯、CO2的起始浓度分别为1.0mol/L和3.0mol/L，其中实验I在T1℃、0.3MPa，而实验II、III分别改变了实验其他条件；乙苯的浓度随时间的变化如图I所示。

①实验I乙苯在0～50min时的反应速率为_______________。
②实验II可能改变条件的是__________________________。
③图II是实验I中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线，请在图II中补画实验Ⅲ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
（4）若实验I中将乙苯的起始浓度改为1.2mol/L，其他条件不变，乙苯的转化率将（填“增大”、“减小”或“不变”），计算此时平衡常数为_____________________。

目前工业合成氨的原理是：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H=－93.0kJ /mol；另据报道，一定条件下：2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)  △H=" +1530.0kJ" /mol。
（1）氢气的燃烧热△H=_______________kJ/mol。
（2）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是      。

A．气体体积不再变化，则已平衡
B．气体密度不再变化，尚未平衡
C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动
D．平衡后，压缩装置，生成更多NH3
（3）在恒温恒容装置中进行合成氨反应，各组分浓度-时间图像如下。

① 表示N2浓度变化的曲线是        。
② 前25 min 内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是                。
③ 在25 min末刚好平衡，则平衡常数K =           。
（4）在第25 min 末，保持其它条件不变，升高温度，在第35 min末再次平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L－1，在图中画出第25 min ～ 40 min NH3浓度变化曲线。
（5）已知常温下，NH4+ 的水解常数为1.0×10－9，则0.1mol/L NH4Cl溶液pH=           。（忽略NH4+水解对NH4+浓度的影响）

一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)   △H
（1）已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)   △H1=—566kJ?mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g)   △H2=—296kJ?mol—1
则反应热ΔH=          kJ?mol－1。
（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时       （填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是              。

（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时，SO2转化率的预期变化曲线。
（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol?L－1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO32－)降至0.2mol?L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3－)约为______mol?L－1；
②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K="8.0" × 106 L?mol－1，计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计）

如图所示，把试管放入盛有25 ℃的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中，试回答下列问题：

Ⅰ.（1）实验中观察到的现象是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（2）产生上述现象的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（3）写出有关反应的离子方程式
________________________________________________________________________
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
Ⅱ.已知断开1mol H—H键，1mol N—H键、1 molNN键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。一定条件下由氢气和氮气反应生成1mol NH3需要________(填“放出”或“吸收”)________kJ的热量。

在一定条件下，反应N2+3H22NH3，在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为：

A．v（NH3）="0.1" mol／（L·min） B．v（N2）="0.02" mol／（L·min）
C．v（H2）="0.015" mol／（L·min） D．v（NH3）="0.17" mol／（L·min）

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