【题目】碳、氮及其化合物在生产、生活中广泛存在。

(1)煤气化的化学方程式为:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g) H,该反应在高温下能自发进行,则H_____0(填“>”或“<”)。

(2)煤气化的产物可用于合成甲醇。已知,在刚性容器中,有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。

相关化学反应方程式

平衡

常数

温度(0C)

500

700

800

(a)2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H1

K1

2.5

0.34

0.15

(b)H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) H2

K2

1.0

1.70

2.52

(c)3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H3

K3

①H1、H2、H3的关系是_____________,H3______0 (填“>”或“<”)

②下列措施能使反应(c)的平衡体系中n(CH3OH):n(CO2)增大的是_______(填字母代号)。

A.将H2O (g)从体系中分离出去 B.充入He (g)

C.升高温度 D.充入1mol H2 (g)

③500℃时,测得反应(c)在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分別为1.0mol·L-1、0.20mol·L-1、0.50mol·L-1、0.40mol·L-1,则此时反应(c)________。

A.向正反应方向进行 B.向逆反应方向进行

C.处于平衡状态 D.无法判断反应状态

(3)CO2在熔融氧化钴环境和催化剂作用下可转化为清洁燃料甲酸。工作原理如图所示,写出阴极的电极反应____________________________。

(4)汽车尾气主要有害物质是CO和NO,提高其转化效率是重要的研究课题。在密闭容器中充入5.0 mol CO和4.0 mol NO,发生以下反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H = -746 kJ·mol-1平衡时,NO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①温度:T1_____T2(填“<”或“>”),

② 某温度下,反应达到平衡状态P点时,此时的平衡常数Kp=________________________(只列计算式)。

【题目】单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500 ℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下:

a.四氯化硅遇水极易水解;

b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;

c.有关物质的物理常数见下表:

物质

SiCl4

BCl3

AlCl3

FeCl3

PCl5

沸点/℃

57.7

12.8

-

315

-

熔点/℃

-70.0

-107.2

-

-

-

升华温度/℃

-

-

180

300

162

请回答下列问题:

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:______________________________。

(2)装置F的名称是___________________;装置C中的试剂是_____________;装置E中的h瓶需要冷却的理由是_____________________________________。

(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是____(填写元素符号)。

(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+==5Fe3++Mn2++4H2O。

①滴定前是否要滴加指示剂?________(填“是”或“否”)。

②某同学称取5.000 g残留物,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol· L-1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是_____________

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