【題目】含硅元素的化合物廣泛存在于自然界中,與其他礦物共同構(gòu)成巖石.晶體硅(熔點 1410℃)用途廣泛,制取與提純方法有多種.
(1)煉鋼開始和結(jié)束階段都可能發(fā)生反應(yīng):Si+2FeO2Fe+SiO2,其目的是________________.
A.得到副產(chǎn)品硅酸鹽水泥 B.制取SiO2,提升鋼的硬度
C.除去生鐵中過多的Si雜質(zhì) D.除過量FeO,防止鋼變脆
(2)一種由粗硅制純硅過程如下:Si(粗)SiCl4 SiCl4(純)Si(純),在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成 1.12kg純硅需吸收a kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________.
對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)下列敘述正確的是________________
A.NaX易水解
B.SiX4是共價化合物
C.NaX的熔點一般高于SiX4
D.SiF4晶體是由共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)
(3)粗硅經(jīng)系列反應(yīng)可生成硅烷(SiH4),硅烷分解也可以生成高純硅.硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷,所以Si元素的非金屬性弱于C元素,用原子結(jié)構(gòu)解釋其原因:________________.
(4)此外,還可以將粗硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅(SiHCl3),通過反應(yīng):SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)制得高純硅.不同溫度下,SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)物的投料比(反應(yīng)初始時,各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示.下列說法正確的是________________(填字母序號).
a.該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大
b.橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是
c.實際生產(chǎn)中為提高SiHCl3的利用率,可適當(dāng)降低壓強
(5)硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3.室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強的是___________,其原因是________________.已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10﹣10、Ka2=1.0×10﹣12,H2CO3:Ka1=4.3×10﹣7 Ka2=5.6×10 ﹣11.
【答案】CD SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol BC C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”),C原子半徑小于Si(或“C原子電子層數(shù)少于Si”) Si元素的非金屬性弱于C元素,硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷 ac 硅酸鈉 硅酸的Ka2小于碳酸的Ka2,硅酸鈉更易水解
【解析】
(1)根據(jù)煉鋼的要求把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范圍,并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程,簡單地說,是對生鐵降碳、去硫磷、調(diào)硅錳含量的過程;在使碳等元素降到規(guī)定范圍后,鋼水中仍含有大量的氧元素,是有害的雜質(zhì),使鋼塑性變壞,軋制時易產(chǎn)生裂紋;
(2)每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,則生成1mol純硅吸收的熱量為=0.025akJ,據(jù)此寫出反應(yīng)熱化學(xué)方程式;
A.強酸的鈉鹽不水解;
B.硅的鹵化物(SiX4)是由非金屬元素原子間通過共用電子對形成的化合物;
C.離子晶體的熔點大于分子晶體的熔點;
D.SiF4晶體屬于分子晶體;
(3)硅烷的分解溫度遠(yuǎn)低于甲烷的原因為:C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”),C原子半徑小于Si(或“C原子電子層數(shù)少于Si”) Si元素的非金屬性弱于C元素,硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷;
(4)a.因為隨著溫度的升高,SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大,平衡右移,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大;
b.增大一種反應(yīng)物的濃度,能提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低,故橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是;
c.降低壓強平衡向氣體系數(shù)減小方向移動;
(5)依據(jù)鹽類水解規(guī)律“越弱越水解”解答。
(1)煉鋼的要求把生鐵中的含碳量去除到規(guī)定范圍,并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程,簡單地說,是對生鐵降碳、去硫磷、調(diào)硅錳含量的過程,這一過程基本上是一個氧化過程,是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素.化學(xué)反應(yīng)主要是2FeO+Si2Fe+SiO2、FeO+MnFe+MnO;
在使碳等元素降到規(guī)定范圍后,鋼水中仍含有大量的氧,是有害的雜質(zhì),使鋼塑性變壞,軋制時易產(chǎn)生裂紋,故煉鋼的最后階段必須加入脫氧劑(例如錳鐵、硅鐵和鋁等),以除去鋼液中多余的氧:Mn+FeOMnO+Fe,Si+2FeOSiO2+2Fe,2Al+3FeOAl2O3+3Fe,故答案選CD;
(2)由題意可知:每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,即生成=40mol純硅吸收的熱量為akJ熱量,則生成1mol純硅吸收的熱量為kJ=0.025akJ,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)△H=+0.025akJ/mol;
A.鈉的強酸鹽不水解,NaX(NaF除外)不易水解,故A錯誤;
B.硅的鹵化物(SiX4)是由非金屬元素原子間通過共用電子對形成的化合物,是共價化合物,故B正確;
C.鈉的鹵化物(NaX)為離子化合物屬于離子晶體,硅的鹵化物(SiX4)為共價化合物屬于分子晶體,離子晶體的熔點大于分子晶體的熔點,即NaX的熔點一般高于SiX4,故C正確;
D.SiF4晶體是由分子間作用力結(jié)合而成,故D錯誤;
故答案為BC;
(3)C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”),C原子半徑小于Si(或“C原子電子層數(shù)少于Si”) Si元素的非金屬性弱于C元素,硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷,故硅烷的分解溫度遠(yuǎn)低于甲烷;
(4)a.因為隨著溫度的升高,SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大,平衡右移,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大,故a正確;
b.增大一種反應(yīng)物的濃度,能提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低,故橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是,故b錯誤;
c.SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)正向為氣體系數(shù)增大的方向,降低壓強平衡向氣體系數(shù)增大方向移動,可以提高SiHCl3的利用率,故c正確;
故答案選a、c;
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在四個不同的容器中,在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng),根據(jù)下列在相同時間內(nèi)測得的結(jié)果判斷,生成氨的反應(yīng)速率最快的是
A.v (N2)=0.2molL﹣1min﹣1B.v (N2)=5molL﹣1s﹣1
C.v (NH3)=0.1molL﹣1min﹣1D.v (H2)=0.3molL﹣1min﹣1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中屬于可逆反應(yīng)的是( )
①N2+3H22NH3,2NH33H2+N2
②2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑,Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
③CH3CH2OHCH2===CH2↑+H2O,CH2===CH2+H—OHCH3CH2OH
④2Na+Cl22NaCl, 2NaCl2Na+Cl2
A.只有①B.①②③
C.①②③④D.①③④
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【題目】電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染,其原理如圖。下列說法不正確的是( )
A.A為電源正極
B.在Pt電極上發(fā)生氧化反應(yīng)
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2NO3- + 6H2O + 10e- = N2 + 12OH-
D.若電路轉(zhuǎn)移10mol e-,質(zhì)子交換膜右側(cè)溶液質(zhì)量減少18g
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【題目】常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.Ka1(H2X)的數(shù)量級為10-5
B.曲線N表示pH與lg的變化關(guān)系
C.NaHX溶液顯堿性
D.當(dāng)混合溶液呈中性時,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
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【題目】下列濃度關(guān)系正確的是( 。
A. 0.1mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1mol/L的Ba(OH)2溶液至沉淀剛好完全:c(NH4+)>c(OH-)>c(SO42-)>c(H+)
B. 若將CO2通入0.1mol/LNa2CO3溶液至溶液中性,則溶液中: 2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1mol/L
C. 0.1mol/L的NaOH溶液與0.2mol/L的HCN溶液等體積混合,所得溶液呈堿性:c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D. 向1L 1mol/L的KOH熱溶液中通入一定量的Cl2,恰好完全反應(yīng)生成氯酸鉀、次氯酸鉀和氯化鉀的混合溶液:c(K+)+c(H+)=6c(ClO3-)+2c(ClO-)+c(HClO)+c(OH-)
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【題目】25 ℃時,部分物質(zhì)的電離平衡常數(shù)如表所示:
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | NH3·H2O | H2SO3 |
電離平衡常數(shù) | 1.8×10-5 | K1=4.2×10-7 K2=5.6×10-11 | 4.7×10-8 | 1.8×10-5 | Ka1=1.3×102 Ka2=6.2×108 |
(1)25℃時,等濃度的Na2CO3溶液、CH3COONa溶液、Na2SO3溶液,3種溶液的pH由大到小的順序為____________________________________________。
(2)工業(yè)上可用氨水除去尾氣SO2。
①若氨水的濃度為2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH)=________mol·L1。向該氨水中加入少量NH4Cl固體,溶液的pH__________(填“升高”或“降低”);若加入少量明礬,溶液中NH的濃度____________(填“增大”或“減小”)。
②將SO2通入氨水中,當(dāng)c(OH)降至1.0×107 mol·L1時,溶液中的c()/c()=_________________。
(3)若某溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,則混合前c(HCl)
___________c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同);混合前酸中c(H+)和堿中c(OH-)的關(guān)系為c(H+)____________c(OH-)。
(4)根據(jù)表中所給的信息,向NaClO溶液中通入少量CO2氣體,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________
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【題目】欲要檢驗不同條件下制得的乙烯,四個實驗小組均用圖所示裝置對所制得的進(jìn)行除雜、檢驗,所用試劑X、Y分別見下表所示.你認(rèn)為設(shè)計中不需要除雜的小組是( )
小組 | 乙烯的制備 | 試劑X | 試劑Y |
A | CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱 | H2O | Br2的CCl4 |
B | CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱 | H2O | KMnO4酸性溶液 |
C | C2H5OH與濃硫酸加熱至170℃ | NaOH溶液 | KMnO4酸性溶液 |
D | C2H5OH與濃硫酸加熱至170℃ | NaOH溶液 | Br2的CCl4 |
A.AB.BC.CD.D
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【題目】氫氣是一種清潔能源。制氫和儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前科學(xué)家主要關(guān)注的熱點問題。
(1)已知; (g)+H2(g)→(g) H=-119.6kJ/mol
(g)+2H2(g)→(g) H=-237.1kJ/mol
(g)+3H2(g)→(g) H=-208.4kJ/mol
請求出(g)+H2(g)→(g) H=________kJ/mol
(2)儲氫還可借助有機物,如利用環(huán)已烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和加氫。
(g)(g)+3H2(g)
在某溫度下,向恒容容器中加入環(huán)已烷,其起始濃度為a mol·L-1,平衡時苯的濃度為b mol·L-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______(用含a、b的關(guān)系式表達(dá))。
(3)一定條件下,如下圖所示裝置可實現(xiàn)有機物的電化學(xué)儲氫(除目標(biāo)產(chǎn)物外,近似認(rèn)為無其它有機物生成)。
①實現(xiàn)有機物儲氫的電極是__________;A 正極 B 負(fù)極 C 陰極 D 陽極
其電極反應(yīng)方程為:___________。
②實驗研究表明,當(dāng)外加電壓超過一定值以后,發(fā)現(xiàn)電極D產(chǎn)物中苯(g)的體積分?jǐn)?shù)隨著電壓的增大而減小,其主要原因是相關(guān)電極除目標(biāo)產(chǎn)物外,還有一種單質(zhì)氣體生成,這種氣體是__________。已知單質(zhì)氣體為2 mol,求此裝置的電流效率η=__________。[η=(生成目標(biāo)產(chǎn)物消耗的電子數(shù)/轉(zhuǎn)移的電子總數(shù))×100%,計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位]。
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