制备多晶硅(硅单质的一种)的副产物以SiCl4为主,其对环境污染很大,遇水强烈水解,放出大量热量。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有钙、铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O,流程为:
已知常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是3.4和12.4;
(1)①SiCl4水解控制在40℃以下的原因是 。
②已知:SiCl4(s)+H2(g)=SiHCl3(s)+HCl(g) ΔH1=47 kJ/mol
SiHCl3(s)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g) ΔH2=189 kJ/mol
则SiCl4被H2还原制备硅的热化学方程式 。
(2)加钡矿粉时生成BaCl2的离子反应方程式 。
(3)过滤②的滤渣A的成分化学式为 ;接着往滤液中加20% NaOH调节pH=12.5,控制温度70℃时,滤渣B的主要成分的化学式 ,控制温度70℃的目的 。
(4)滤液③经 、过滤等操作,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。
氧化还原反应在生产、生活中具有广泛的用途、贯穿古今。
(1)水是人体的重要组成部分,是人体中含量最多的一种物质。而“四种基本反应类型与氧化还原反应的关系”也可用右下图表达。
试写出有水参加的符合反应类型Ⅳ的一个化学方程式:________________,其中水为________剂。
(2)过氧化氢俗名双氧水,医疗上利用它有杀菌消毒作用来清洗伤口。关于双氧水,回答下列问题:
①下列反应中,H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是()
A.Na2O2+2HCl═2NaCl+H2O2 |
B.Ag2O+H2O2═2Ag+O2↑+H2O |
C.2H2O2═2H2O +O2↑ | |
D.3H2O2+Cr2(SO4)3 +10KOH═2K2CrO4+3K2SO4+8H2O |
②保存过氧化氢的试剂瓶上最适合贴上的一个标签是()(填序号)
(3)焊接铜器时,可先用NH4Cl 除去其表面的氧化铜再进行焊接,该反应可表示为:
4CuO + 2NH4Cl △ 3Cu + CuCl2 + N2↑+ 4H2O
①用双线桥标明电子转移的方向和数目。
②该反应中,被氧化的元素是 ,氧化剂是 。
③还原剂与氧化产物的物质的量之比为 。
④反应中若产生0.2 mol的氮气,则有 mol的电子转移。
尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下:
(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示。
①A点的正反应速率v正(CO2)_______B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);
氨气的平衡转化率为________________________。
②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是________________
A.分离出少量的尿素,反应物的转化率将增大 |
B.平衡时再充入一定量NH3 (g),CO2的转化率增大 |
C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率 |
D.加入有效的催化剂能够提高尿素的产率 |
(2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) (氨基甲酸铵) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_______步反应决定,总反应进行到 _______ min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=_________ 。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2 ________0(填“>”“<”或“=”)
④第一步反应的△S ________0(填“>”、“<”或,“=”),在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下,忽略溶液体积变化),共用去0.052mol氨基甲酸铵,此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4+)= _____________________;NH4+水解平衡常数值为______________。
在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,△H<0达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是 (填选项)。
A.t0~t1
B.t1~t2
C.t2~t3
D.t3~t4
E.t4~t5
F.t5~t6
(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是_____(填选项)。
A.增大压强
B.减小压强
C.升高温度
D.降低温度
E.加催化剂
F.充入氮气
t1时刻 ;t3时刻 ;t4时刻 。
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是 (填选项)。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为 。
已知:反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为________。
(2)经测定前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为______________。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1;丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1;则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________。
根据实验数据写出下列反应能表现燃烧热的热化学方程式:
(1)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时,放出445 kJ热量。
(2)18 g葡萄糖固体(C6H12O6)与适量O2反应,生成CO2和液态水,放出280.4 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和H2O(l)。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。