多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原料。
(1)由石英砂可制取粗硅,其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
①反應(yīng)SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
②SiO是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物。隔絕空氣時(shí),SiO與NaOH溶液反應(yīng)(產(chǎn)物之一是硅酸鈉)的化學(xué)方程式是 。
(2)粗硅提純常見方法之一是先將粗硅與HCl制得SiHCl3,經(jīng)提純后再用H2還原:SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)不同溫度及不同n(H2)/n(SiHCl3)時(shí),反應(yīng)物X的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖;
①X是 (填“H2”、“SiHCl3”)。
②上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K(1150℃) K(950℃)(選填“>”、“<”、“=”)
(3)SiH4(硅烷)法生產(chǎn)高純多晶硅是非常優(yōu)異的方法。
①用粗硅作原料,熔鹽電解法制取硅烷原理如圖10,電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為 。
②硅基太陽電池需用N、Si兩種元素組成的化合物Y作鈍化材料,它可由SiH4與NH3混合氣體進(jìn)行氣相沉積得到,已知Y中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,Y的化學(xué)式為 。
(1)①2a+b ② SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2↑
(2)①SiHCl3 ②>
(3)Si - 4e- + 4H- = SiH4↑ Si3N4
解析試題分析:(1)方程式中上式乘2加下式即得;(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降確定還原產(chǎn)物為H2, SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2↑;(3)隨著橫坐標(biāo)數(shù)值增大,氫氣的含量增大,X轉(zhuǎn)化率增大,所以該物質(zhì)是SiHCl3;相同比值時(shí),溫度越高,SiHCl3轉(zhuǎn)化率越大,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度越高K值越大;(3)電解時(shí)粗硅溶解結(jié)合介質(zhì)中的H-,故為Si - 4e- + 4H- = SiH4↑;根據(jù)質(zhì)量關(guān)系計(jì)算物質(zhì)的量關(guān)系確定化學(xué)式。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)原理中反應(yīng)熱的計(jì)算、平衡移動(dòng)判斷、電化學(xué)知識(shí)等有關(guān)問題。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮可以形成多種化合物,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
則①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H= kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自發(fā)進(jìn)行的原因是 。
③用次氯酸鈉氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)采礦廢液中的CN-可用H2O2處理。已知:H2SO4=H++ HSO4- HSO4-H++ SO42-
用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液,在陽極上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。寫出陽極上的電極反應(yīng)式 。
(3)氧化鎂處理含NH4+的廢水會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
MgO+H2OMg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①溫度對(duì)氮處理率的影響如圖所示。在25℃前,升高溫度氮去除率增大的原因是 。
②剩余的氧化鎂,不會(huì)對(duì)廢水形成二次污染,理由是 。
(4)滴定法測(cè)廢水中的氨氮含量(氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中)步驟如下:①取10 mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中,再加蒸餾水至總體積為175 mL②先將水樣調(diào)至中性,再加入氧化鎂使水樣呈微堿性,加熱③用25 mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④將吸收液移至錐形瓶中,加入2滴指示劑,用c mol·L-1的硫酸滴定至終點(diǎn)[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],記錄消耗的體積V mL。則水樣中氮的含量是 mg·L-1(用含c、V的表達(dá)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)已知用NaAlO2制備α—Al(OH)3及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖:
(1)反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為 。
(2)根據(jù)上述能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,拜耳公司找到了一種簡(jiǎn)捷的從鋁土礦獲取Al2O3的方法,流程如下:
①物質(zhì)A的化學(xué)式為 ;
②步驟Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ;檢驗(yàn)步驟Ⅲ中沉淀是否洗凈的方法是 ;
③步驟Ⅱ采用冷卻的方法析出α—Al(OH)3,該措施的依據(jù)是 ;
④工業(yè)上可電解上述產(chǎn)物Al2O3以獲得Al,若獲得2.7kgAl,則理論上消耗A的物質(zhì)的量至少為 mol。有人提出用熔融Na[AlCl4]與NaCl的混合物代替Al2O3進(jìn)行電解獲得Al,則陰極反應(yīng)為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
氮可以形成多種化合物,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
則①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H= kJ·mol-1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) 不能自發(fā)進(jìn)行的原因是 。
③用次氯酸鈉氧化氨,可以得到N2H4的稀溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)采礦廢液中的CN-可用H2O2處理。已知:H2SO4=H++ HSO4- HSO4-H++ SO42-
用鉑電極電解硫酸氫鉀溶液,在陽極上生成S2O82-,S2O82-水解可以得到H2O2。寫出陽極上的電極反應(yīng)式 。
(3)氧化鎂處理含的廢水會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
MgO+H2OMg(OH)2 Mg(OH)2+2NH4+ Mg2+ +2NH3·H2O。
①溫度對(duì)氮處理率的影響如圖所示。在25℃前,升高溫度氮去除率增大的原因是 。
②剩余的氧化鎂,不會(huì)對(duì)廢水形成二次污染,理由是 。
(4)滴定法測(cè)廢水中的氨氮含量(氨氮以游離氨或銨鹽形式存在于水中)步驟如下:①取10 mL廢水水樣于蒸餾燒瓶中,再加蒸餾水至總體積為175 mL②先將水樣調(diào)至中性,再加入氧化鎂使水樣呈微堿性,加熱③用25 mL硼酸吸收蒸餾出的氨[2NH3+4H3BO3=(NH4)2B4O7+5H2O]④將吸收液移至錐形瓶中,加入2滴指示劑,用c mol·L-1的硫酸滴定至終點(diǎn)[(NH4)2B4O7+H2SO4+5H2O=(NH4)2SO4+4H3BO3],記錄消耗的體積V mL。則水樣中氮的含量是 mg·L-1(用含c、V的表達(dá)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
汽車內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的電火花和高溫會(huì)引起反應(yīng):N2(g)+O2(g)=2NO(g),導(dǎo)致汽車尾氣中的NO和NO2對(duì)大氣造成污染。
(1)在不同溫度(T1,T2)下,一定量的NO分解產(chǎn)生N2和O2的過程中N2的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t變化如右圖所示。根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)=2NO(g)為_________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),隨著溫度的升高,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K________(填“增大”“減小”或“不變”,平衡向________移動(dòng)(填“向左”“向右”或“不”)。
(2)某溫度時(shí),向容積為1L的密閉容器中充入5mol N2與2.5molO2,發(fā)生N2(g)+O2(g)=2NO(g)反應(yīng),2min后達(dá)到平衡狀態(tài),NO的物質(zhì)的量為1mol,則2min內(nèi)氧氣的平均反應(yīng)速率為_________,該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。該溫度下,若開始時(shí)向上述容器中加入的N2與O2均為1mol,則N2的平衡濃度為_______mol/L。
(3)為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染,給汽車安裝尾氣凈化裝置。凈化裝置里裝有含Pd等過渡元素的催化劑,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機(jī)理如右圖所示
。
寫出上述變化中的總化學(xué)反應(yīng)方程式:________________________________________。
(4)用催化還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
寫出CH4還原NO2至N2的熱化學(xué)方程式_______________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
能源短缺是人類面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。因此甲醇被稱為21世紀(jì)的新型燃料。
(1)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H= -1275.6 kJ·mol—1
②H2O(l) H2O(g) △H="+" 44.0 kJ.mo—1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。
(2)工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化圖。
①在“圖1”中,曲線 (填“a”或“b”)表示使用了催化劑。
②能判斷該反應(yīng)在“圖2”所在條件下是否已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。(雙選)
A.容器中壓強(qiáng)不變 | B.體系的密度不隨時(shí)間改變 |
C.v正(H2)=2v逆(CH3OH) | D.CO與H2的物質(zhì)的量的比不隨時(shí)間改變 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
常溫下鈦的化學(xué)活性很小,在較高溫度下可與多種物質(zhì)反應(yīng)。
(1)工業(yè)上由金紅石(含TiO2大于96%)為原料生產(chǎn)鈦的流程如下:
① 沸騰氯化爐中發(fā)生的主要反應(yīng)為: 。
②已知:Ti(s) +2Cl2(g)=TiCl4(l) ΔH=a kJ·mol-1;
2Na(s) +Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH=b kJ·mol-1;
Na(s)=Na(l) ΔH=c kJ·mol-1;
則TiCl4(l) +4Na(l)=Ti(s) +4NaCl(s) ΔH= kJ·mol-1。
③ TiCl4遇水強(qiáng)烈水解,寫出其水解的化學(xué)方程式 。
(2)TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如圖所示,二氧化鈦電極連接電 極,該極電極反應(yīng)為: 。但此法會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,為減少對(duì)環(huán)境的污染,在電池中加入固體氧離子隔膜(氧離子能順利通過),將兩極產(chǎn)物隔開,再將石墨改為金屬陶瓷電極,并通入一種還原性氣體,該氣體是 。
(3)海綿鈦可用碘提純,原理為:,下列說法正確的是 。
A.該反應(yīng)正反應(yīng)的ΔH>0 |
B.在不同溫度區(qū)域,TiI4的量保持不變 |
C.在提純過程中,I2 的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū) |
D.在提純過程中,I2 可循環(huán)利用 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1NaOH溶液
(1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用470 mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體 g。
(2)從圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母): 。
名稱 | 托盤天平 (帶砝碼) | 小燒杯 | 坩堝鉗 | 玻璃棒 | 藥匙 | 量筒 |
儀器 | ||||||
序號(hào) | a | b | c | d | e | f |
實(shí)驗(yàn) 次數(shù) | 起始溫度t1/℃ | 終止溫度 t2/℃ | 溫度差平均值 (t2-t1)/℃ | |||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | ||||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 33.3 | | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 | |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g),有關(guān)下列圖像的說法正確的是
A.依據(jù)圖a可判斷正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) |
B.在圖b中,虛線可表示壓強(qiáng)增大 |
C.若正反應(yīng)的ΔH<0,圖c可表示升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) |
D.由圖d中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的變化情況,可推知正反應(yīng)的ΔH>0 |
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