(18分)鈦被譽為“二十一世紀的金屬”,用途廣泛。按下圖所示組成的產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率并能減少環(huán)境污染。請回答下列問題:
(1)已知中FeTiO3元素的化合價為+3,鈦鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的過程中________元素被氧化,每生產(chǎn)1. 9kgTiCl4消耗Cl2在標準狀況下的體積為________L。
則金屬Mg還原TiCl4制取金屬Ti (s)的熱化學方程式為___________.
(3)某化學興趣小組探究外界條件對合成甲醇反應的影響。
①在300℃時,向體積為1L的密閉容器中加入2mol H2和1mol CO,CO和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。
則從反應開始到建立平衡,v(H2)為___________ ;
該溫度下的化學平衡常
數(shù)為___________。
②在其它條件不變,只改變其中的一個條件,該小組同學
根據(jù)實驗繪制如下圖像,其中與事實相符的是為___________(填
序號)。
(4)電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎。
①電解飽和食鹽水的離子方程式為為___________ 。
②電解時用鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3,鹽酸的作用為為___________。(用必要的離子方程式和文字說明)
(18分)
(1)Ti、C(2分),784(3分)
(2)2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+Ti(s) ?H=-478kJ?mol?1(2分)
(3)①0.15mo?L-1?min-1(2分) 12(2分)
②AD(3分)(缺1項扣1分,有錯誤選項不給分)
(4)①2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?(2分)
②Cl2與H2O反應:Cl2+H2OH++Cl?+HClO,增大H+濃度使平衡逆向移動,減少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2逸出。(2分)
解析試題分析:(1)根據(jù)流程圖可知FeTiO3、C、Cl2反應生成FeCl3、TiCl4、CO,化合價升高的元素為Ti和C,所以Ti和C元素被氧化;1. 9kgTiCl4消物質的量為:1900g÷190g/mol=10mol,根據(jù)FeTiO3可知生成的FeCl3和TiCl4物質的量相等,都是10mol,根據(jù)Cl元素守恒Cl2的物質的量為(30mol+40mol)÷2=35mol,所以消耗Cl2在標準狀況下的體積為:35mol×22.4L/mol=784L。
(2)首先寫出金屬Mg還原TiCl4制取金屬Ti (s)的化學方程式,并注明狀態(tài):2Mg(s)+TiCl4(g)=2MgCl2(s)+
Ti(s),然后根據(jù)蓋斯定律求焓變,?H=2?H1—?H2=-478kJ?mol?1,可得熱化學方程式。
(3)①v(H2)=v(CH3OH)=2×0.75mol/L÷10min=0.15mo?L-1?min-1;根據(jù)三段式進行計算:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始濃度(mol?L?1) 1 2 0
轉化濃度(mol?L?1) 0.75 1.5 0.75
平衡濃度(mol?L?1) 0.25 0.5 0.75
則化學平衡常數(shù)為:0.75mol/L÷[0.25mol/L×(0.5mol/L )2] =12(mol?L?1)-2
② A、CO與H2生成CH3OH的反應為放熱反應,350℃大于300℃,反應速率加快,平衡向逆反應方向移動,甲醇的物質的量減小,正確;B、該反應正反應方向氣體系數(shù)減小,所以增大壓強平衡向右移動,甲醇的物質的量增大,圖像錯誤;C、該反應為放熱反應,350℃大于300℃,反應速率加快,平衡向逆反應方向移動,甲醇的物質的量減小,圖像錯誤;D、催化劑能加快反應速率,但不影響化學平衡,圖像正確。
(4)①電解飽和食鹽水生成H2、Cl2、NaOH,離子方程式為:2Cl?+2H2O H2↑+Cl2↑+2OH?
②因為陽極生成Cl2,Cl2能溶于H2O且與水反應:Cl2+H2OH++Cl?+HClO,加入鹽酸控制陽極區(qū)溶液的pH在2~3,增大H+濃度使平衡逆向移動,減少Cl2在水中的溶解,有利于Cl2逸出。
考點:本題考查熱化學方程式書寫、化學反應速率與化學平衡、電解原理、化學計算。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
一定溫度下,向1.0L密閉容器中加入0.60molX(g),發(fā)生反應X(g) Y(s)+2Z(g)△H>0測得反應物X濃度與反應時間的數(shù)據(jù)如下表
反應時間t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 | 8 |
c(X)/(mol·L-1) | 0.60 | 0.42 | 0.30 | 0.21 | 0.15 | a | 0.0375 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(16分)Ⅰ.硅是信息產(chǎn)業(yè)、太陽能電池光電轉化的基礎材料。鋅還原四氯化硅是一種有著良好應用前景的制備硅的方法,該制備過程示意圖如下:
(1)焦炭在過程Ⅰ中做 劑。
(2)過程Ⅱ中Cl2用電解飽和食鹽水制備,制備Cl2的化學方程式為 。
(3)整過生產(chǎn)過程必須嚴格控制無水。
①SiCl4遇水劇烈水解生成SiO2和一種酸,反應方程式為 。
②干燥Cl2時從有利于充分干燥和操作安全的角度考慮,需將約90℃的潮濕氯氣先冷卻至12℃,然后再通入濃H2SO4中。冷卻的作用是 。
(4)Zn還原SiCl4的反應如下:
反應①:400℃~756℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(l) △H1<0
反應②:756℃~907℃,SiCl4(g)+2Zn(l)Si(S)+2ZnCl2(g) △H2<0
反應③:907℃~1410℃,SiCl4(g)+2Zn(g)Si(S)+2ZnCl2(g) △H3<0
i. 反應②的平衡常數(shù)表達式為 。
ii. 對于上述三個反應,下列說明合理的是 。
a.升高溫度會提高SiCl4的轉化率 b.還原過程需在無氧的氣氛中進行
c.增大壓強能提高反應速率 d.Na、Mg可以代替Zn還原SiCl4
(5)用硅制作太陽能電池時,為減弱光在硅表面的反射,可用化學腐蝕法在其表面形成粗糙的多孔硅層。腐蝕劑常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后轉化成H2SiF6。用化學方程式表示SiO2轉化為H2SiF6的過程 。
Ⅱ.(1)甲烷、氫氣、一氧化碳的燃燒熱分別為akJ·mol-1,bkJ·mol-1,ckJ·mol-1,工業(yè)上利用天燃氣和二氧化碳反應制備合成氣(CO、H2),其熱化學反應方程式為 。
(2)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,三種難溶鹽的飽和溶液中,Ag+濃度大小的順序為 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(16分)高鐵酸鈉(Na2FeO4)具有很強的氧化性,廣泛應用于凈水、電池工業(yè)等領域。以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等雜質)制備高鐵酸鈉的生產(chǎn)流程如下,回答下列問題:
已知:NaClO不穩(wěn)定,受熱易分解。
(1)粗FeO酸溶過程中通入水蒸氣(高溫),其目的是__________________________。
(2)操作I目的是得到高純度FeSO4溶液,則氧化I中反應的離子方程式為_________。
(3)本工藝中需要高濃度NaClO溶液,可用Cl2與NaOH溶液反應制備
①Cl2與NaOH溶液反應的離子方程式為_________________。
②在不同溫度下進行該反應,反應相同一段時間后,測得生成NaClO濃度如下:
溫度/℃ | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | 45 |
NaClO濃度/mol·L-1 | 4.6 | 5.2 | 5.4 | 5.5 | 4.5 | 3.5 | 2 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:問答題
含硫化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。
(1)SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)SO3。
①在一定條件下,每生成8g SO3氣體,放熱9.83kJ。該反應的熱化學方程式為________。
②在500℃,催化劑存在的條件下,向容積為1L的甲、乙兩個密閉容器中均充入 2 mol SO2和1 mol O2。甲保持壓強不變,乙保持容積不變,充分反應后均達到平衡。
I.平衡時,兩容器中SO3體積分數(shù)的關系為:甲_______乙(填“>”、“<”或“ =”)。
II.若乙在t1 min時達到平衡,此時測得容器乙中SO2的轉化率為90%,則該
反應的平衡常數(shù)為_______;保持溫度不變,t2 min時再向該容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3,t3min時達到新平衡。請在下圖中畫出t2~t4 min內(nèi)正逆反應速率的變化曲線(曲線上必須標明V正、V逆 )
(2)硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O )在制革、醫(yī)藥等領域均有廣泛用途。4.92g硫酸鎂晶體受熱脫水過程的熱重曲線(固體質量隨溫度變化的曲線)如右圖所示。
①固體M的化學式為__________。
②硫酸鎂晶體受熱失去結晶水的過程分為_________個階段。
③N轉化成P時,同時生成另一種氧化物,該反應的化學方程式為_________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:問答題
(6分)把6 molA氣體和5 molB氣體混合放入4L恒容密閉容器中。在一定條件下發(fā)生反應:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),經(jīng)過5 min后達到化學平衡,此時生成2 molC。又知在此時D的平均速率為0.15 mol·L-1·min-1。
求:(1)平衡時A的物質的量濃度; (2) B的轉化率;(3) x的值。(要求寫出計算過程)
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:問答題
硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。請回答硫酸工業(yè)中的如下問題:
(1)若從下列四個城市中選擇一處新建一座硫酸廠,你認為廠址宜選在 郊
區(qū)(填標號);
A.有豐富黃鐵礦資源的城市 | B.風光秀麗的旅游城市 |
C.消耗硫酸甚多的工業(yè)城市 | D.人口稠密的文化、商業(yè)中心城市 |
沸騰爐溫度/℃ | 600 | 620 | 640 | 660 |
爐渣中CuSO4的質量分數(shù)/% | 9.3 | 9.2 | 9.0 | 8.4 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:計算題
把0.4 mol X氣體和0.6 mol Y氣體混合于2 L密閉容器中,使它們發(fā)生如下反應:4 X(g)+5 Y(g)=n Z(g)+6 W(g)。2 min 末測得容器內(nèi)的壓強變?yōu)樵瓉韷簭姷?.05倍,且測知前2min內(nèi)以Z的濃度變化表示的反應速率為0.05 mol·(L·min)-1。
求:(1)前2 min內(nèi)用X的濃度變化表示的平均反應速率?
(2)2min末Y的濃度?
(3)化學反應方程式中n的值?
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com