【題目】用氮化硅陶瓷代替金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率.工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)在溫度T0下的2L密閉容器中,加入0.30mol SiCl4 , 0.20mol N2.0.36mol H2進(jìn)行上述反應(yīng),2min后達(dá)到平衡,測(cè)得固體的質(zhì)量增加了2.80g

(1)SiCl4的平均反應(yīng)速率為
(2)平衡后,若改變溫度,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.該反應(yīng)在任何溫度下可自發(fā)進(jìn)行
B.若混合氣體的總質(zhì)量不變,表明上述反應(yīng)己達(dá)到平衡狀態(tài)
C.其他條件不變,增大Si3N4的物質(zhì)的量,平衡向左移動(dòng)
D.按3:2:6的物質(zhì)的量比增加反應(yīng)物,SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率降低
(3)下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù),其他條件相同時(shí),在(填“T1”、“T2”、“T3”)溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間最長(zhǎng):

溫度T

T1

T2

T3

平衡常數(shù)K

1.2

2.5

10

假設(shè)溫度為T(mén)1時(shí)向該反應(yīng)容器中同時(shí)加入.c(SiCl4)=0.3mol/L,c(H2)=0.3mol/L,c(N2)=x mol/L,c(HCl)=0.3mol/L和足量Si3N4 (s),若要使平衡建立的過(guò)程中HCl濃度減小,x的取值范圍為
(4)該反應(yīng)的原子利用率為
(5)工業(yè)上制備SiCl4的反應(yīng)過(guò)程如下:
①SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g),△H═akJ/mol
②Si(s)+2Cl2(g)═SiCl4(l),△H=bkJ/mol
③SiCl4(g)═SiCl4(l),△H═ckJ/mol
寫(xiě)出二氧化硅、焦炭與Cl 2在高溫下反應(yīng)生成氣態(tài)SiCl4和一氧化碳的熱化學(xué)方程式

【答案】
(1)0.015mol/(L.min)
(2)B
(3)T3;0≤x<0.15
(4)24.22%
(5)SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═SiCl4(g)+2CO(g)△=(a+b﹣c)KJ/mol
【解析】解:(1)固體的質(zhì)量增加了2.80g為Si3N4的質(zhì)量,其物質(zhì)的量 =0.02mol,根據(jù)方程式可知消耗SiCl4的物質(zhì)的量=0.02mol×3=0.06mol,故v(SiCl4)= =0.015mol/(L.min),
所以答案是:0.015mol/(L.min);(2)A.由圖可知,隨溫度升高,氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即△H<0,反應(yīng)的△S>0,△H﹣T△S<0時(shí)反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,所以任何溫度下反應(yīng)都能夠自發(fā)進(jìn)行,故A正確;
B.Si3N4是固體,隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體的總質(zhì)量減小,若混合氣體的總質(zhì)量不變,表明上述反應(yīng)己達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;
C.Si3N4是固體,增大其物質(zhì)的量,不影響平衡移動(dòng),故C錯(cuò)誤;
D.按3:2:6的物質(zhì)的量比增加反應(yīng)物,相當(dāng)于增大氫氣濃度,SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率升高,故D錯(cuò)誤;
所以答案是:AB;(3)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故溫度T1>T2>T3 , 溫度越低,反應(yīng)速率越慢,到達(dá)平衡時(shí)間越長(zhǎng),即溫度T3達(dá)到平衡時(shí)間最長(zhǎng);Q= <K=1.2時(shí),平衡逆向移動(dòng),0≤x<0.15時(shí)符合,所以答案是:T3;0≤x<0.15;(4)原子利用率=(目標(biāo)產(chǎn)物總量/按化學(xué)方程式計(jì)算生成物總量)×100%,故該反應(yīng)原子利用率=[(28×3+14×4)÷(28×3+14×4+36.6×12)]×100%=24.22%,
所以答案是:24.22%;(5)已知
①SiO2(s)+2C(s)═Si(s)+2CO(g),△H═akJ/mol
②Si(s)+2Cl2(g)═SiCl4(l),△H=bkJ/mol
③SiCl4(g)═SiCl4(l),△H═ckJ/mol
據(jù)蓋斯定律,①+②﹣③得:SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═SiCl4(g)+2CO(g)△=(a+b﹣c)KJ/mol,所以答案是:SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)═SiCl4(g)+2CO(g)△=(a+b﹣c)KJ/mol.
【考點(diǎn)精析】掌握反應(yīng)速率的定量表示方法和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷是解答本題的根本,需要知道反應(yīng)速率的單位:mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t;狀態(tài)判斷:①v(B)=v(B)②v(C):v(D)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(
A.氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng):H++OH﹣═H2O
B.氯化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應(yīng):Ba2++SO ═BaSO4
C.FeCl3溶液中加入Fe粉:Fe3++Fe═2Fe2+
D.碳酸鈉溶液與足量醋酸反應(yīng):Na2CO3+2H+═2Na++CO2↑+H20

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【題目】下列離子方程式中,屬于水解反應(yīng)的是(

A. HCOOH+H2OHCOO + H3O+ B. CO2+H2OHCO3 + H+

C. SO32— + H2OHSO3 + OH D. HS + H2OS2— + H3O+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】圖為氫氧燃料電池原理示意圖,按照此圖的提示,回答以下問(wèn)題:
(1)下列敘述不正確的是 A a電極是負(fù)極
B b電極的電極反應(yīng)為:4OH﹣4e=2H2O+O2
C 氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源
D 氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部?jī)?chǔ)藏在電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置
(2)若電解質(zhì)溶液為KOH溶液,則電極反應(yīng)式為:a極b極
(3)若電解質(zhì)溶液為稀H2SO4 , 則電極反應(yīng)式為:a極b極

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋰空氣電池比鋰離子電池具有更高的能量密度,前景非常廣闊,其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖(固體電解液只允許Li+通過(guò)),下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(

A.電池工作時(shí),正極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e=4OH
B.去掉固體電解液和有機(jī)電解質(zhì),電池反應(yīng)發(fā)生改變
C.充電時(shí),生成14 g Li,空氣極質(zhì)量增加16 g
D.充電時(shí),專用充電電極可以有效防止空氣極腐蝕和劣化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將一定量的晶體A(NH4HC2O4)隔絕空氣加熱到200℃時(shí),A全部分解為等物質(zhì)的量的四種氣體.這四種物質(zhì)與其他的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示.F和J是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的兩種單質(zhì).H為紅棕色氣體.圖中部分反應(yīng)條件及生成物沒(méi)有列出.請(qǐng)按要求填空:
(1)E的化學(xué)式為
(2)寫(xiě)出B和F反應(yīng)的化學(xué)方程式 , L和B的水溶液反應(yīng)的離子方程式
(3)寫(xiě)出K與I的稀溶液反應(yīng)的離子方程式
(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將充滿H的試管倒立在水槽中并通入適量的F,充分反應(yīng)后液體充滿試管,不考慮溶液中物質(zhì)的擴(kuò)散,則試管中溶液的物質(zhì)的量濃度為:;
(5)工業(yè)上以硫酸亞鐵、稀硫酸和亞硝酸鈉為原料來(lái)制備某高效凈水劑Fe(OH)SO4 , 反應(yīng)有G生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(
A.燒堿溶液與小蘇打溶液反應(yīng):OH+HCO ═H2O+CO2
B.碳酸鈣溶于醋酸:CaCO3+2H+═Ca2++H2O+CO2
C.向H2O中加入少量Na2O2 , 產(chǎn)生無(wú)色氣體:2Na2O2+2H2O═O2↑+4OH+4Na+
D.向Cl2水中滴入適量FeCl2 溶液,溶液變?yōu)辄S色:Fe2++Cl2═Fe3++2Cl

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】“10%的氨水的正確解釋是(

A. 100g氨水中含10gNH3H2O B. 100g氨水中含10gNH3

C. 10gNH3溶于水形成100g溶液 D. 10gNH3溶于100gH2O形成的溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以COH2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:

COg+ 2H2g CH3OHg H1=116 kJ·mol1

1)已知: H2=283 kJ·mol1

H3=242 kJ·mol1

則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式:________________

2)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230、250270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。右圖是上述三種溫度下不同的H2CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。請(qǐng)回答:

①在上述三種溫度中,曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是________________

②利用圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),計(jì)算出曲線Z在對(duì)應(yīng)溫度下COg+2H2gCH3OHg的平衡常數(shù) K=_________。

3)在某溫度下,將一定量的COH2投入10L的密閉容器中,5min時(shí)達(dá)到平衡,各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度molL1變化如下表所示:

0min

5min

10min

CO

0.1

0.05

H2

0.2

0.2

CH3OH

0

0.04

0.05

5min10min只改變了某一條件,所改變的條件是_________________________。

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