氯氣是一種重要的化工原料,主要用于生產(chǎn)塑料、合成纖維、染料、農(nóng)藥、消毒劑、漂白劑以及各種氯化物。氯氣的制法(地康法)—1868年,狄肯和洪特發(fā)明了用氯化銅作催化劑,在加熱條件下,用空氣中的氧氣來氧化氯化氫氣體制取氯氣的方法,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)。如圖為在體積不變的密閉容器中,進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)分別等于1:1、4:1、7:1時(shí)HCl平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系:
(1)由圖可知反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)的△H <<0(填“>”或“<”),曲線 33(填“1”“2”或“3”)表示c(HCl):c(O2)為7:1。
(2)400℃時(shí),按進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)=4:1投料,設(shè)HCl的初始濃度為c0,反應(yīng)經(jīng)5min達(dá)到平衡,在0~5min時(shí)段,反應(yīng)速率v(HCl)=0.152c00.152c0mol?L-1?min-1(用含c0的表達(dá)式表示),該條件下的平衡常數(shù)K=(0.38)4(0.24)4×(0.06c0)(0.38)4(0.24)4×(0.06c0)(只列出計(jì)算式,不計(jì)算結(jié)果)。進(jìn)料濃度比c(HCl):c(O2)過高的不利影響是 HCl的平衡轉(zhuǎn)化率較低HCl的平衡轉(zhuǎn)化率較低。
(3)地康法的反應(yīng)原理如下,已知:
CuCl2(s)=CuCl(s)+12Cl2(g)△H1
CuCl(s)+12O2(g)=CuO(s)+12Cl2(g)△H2
CuO(s)+2HCl(s)=CuCl2(s)+H2O(g)△H3
則4HCl(g)+O2(g)?2Cl2(g)+2H2O(g)的△H=2(△H1+△H2+△H3)2(△H1+△H2+△H3)。
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【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算;氯氣的化學(xué)性質(zhì).
【答案】<;3;0.152c0;;HCl的平衡轉(zhuǎn)化率較低;2(△H1+△H2+△H3)
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:8引用:1難度:0.4
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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(qǐng)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(cè)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(duì)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?;卮鹣铝袉栴}:
(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(cè)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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