化學(xué)反應(yīng)原理中的相關(guān)理論可用于指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)及工業(yè)生產(chǎn)中的各項(xiàng)問題,請回答下列問題:
(1)工業(yè)上,常采用以高鈦渣(主要成分為TiO2)為原料進(jìn)行“加碳氯化”的方法生產(chǎn)TiCl4,相應(yīng)的化學(xué)方程式為:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)?TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+181kJ?mol-1 K1=3.4×10-29
Ⅱ.2C(s)+O2(g)?2CO(g)ΔH2=-221kJ?mol-1 K2=1.2×1048
①下列措施能提高Cl2的平衡轉(zhuǎn)化率的是 DD。
A.保持恒容通入惰性氣體
B.在反應(yīng)器中增加C和TiO2的含量
C.提高反應(yīng)溫度
D.增大容器體積以減小體系壓強(qiáng)
②結(jié)合數(shù)據(jù),說明氯化過程中加碳的理由 反應(yīng)I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×KⅡ=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1,反應(yīng)Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-40kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ可為反應(yīng)I提供所需的能量反應(yīng)I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×KⅡ=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1,反應(yīng)Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-40kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ可為反應(yīng)I提供所需的能量。
(2)T℃下H2S可直接分解制取H2,反應(yīng)的原理如下:2H2S(g)?2H2(g)+S2(g)。實(shí)際生產(chǎn)中往剛性容器中同時(shí)通入H2S和水蒸氣,水蒸氣與反應(yīng)體系的任何物質(zhì)均不發(fā)生反應(yīng),測得容器總壓(P總壓)和H2S的轉(zhuǎn)化率(a)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖1所示,計(jì)算反應(yīng)在0-20min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=1.21.2kPa?min-1;平衡時(shí),平衡常數(shù)Kp=135135kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
(3)已知(CH3)3CBr+OH-=(CH3)3COH+Br-的反應(yīng)歷程分兩步:
①(CH3)3CBr=(CH3)3C++Br-
②(CH3)3C++OH-=(CH3)3COH
反應(yīng)進(jìn)程中的勢能圖如圖2所示:如果增加(CH3)3CBr濃度,反應(yīng)速率將 加快加快(填:加快、不變或變慢),如果增加OH濃度反應(yīng)速率 不變不變(填:加快、不變或變慢),并結(jié)合反應(yīng)勢能圖解釋 由圖可知,第一步反應(yīng)的活化能大于第二步,說明總反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定由圖可知,第一步反應(yīng)的活化能大于第二步,說明總反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定。
【答案】D;反應(yīng)I+Ⅱ得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g),K=KI×KⅡ=4.1×1019遠(yuǎn)大于K1,反應(yīng)Ⅱ使TiO2氯化為TiCl4得以實(shí)現(xiàn);△H=△HI+△HⅡ=-40kJ?mol-1,反應(yīng)Ⅱ可為反應(yīng)I提供所需的能量;1.2;135;加快;不變;由圖可知,第一步反應(yīng)的活化能大于第二步,說明總反應(yīng)速率由第一步反應(yīng)決定
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:72引用:3難度:0.5
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1.在催化劑作用下,可逆反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示(已知:反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
2.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)═SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時(shí),要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4,k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則在353.15K時(shí)=k1k2
(5)硅元素最高價(jià)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(qiáng)的是
已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12,H2CO3:Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:61引用:2難度:0.2 -
3.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
①Si(s)+4HCl(g)═SiCl4( g)+2H2(g)△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 (g)+HCl(g)═SiCl4 (g)+H2(g)△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a=k1k2發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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