(14分)高纯硅是当今科技的核心材料。工业上,用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)。已知SiCl4可完

(14分)高纯硅是当今科技的核心材料。工业上,用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)。已知SiCl4可完

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(14分)高纯硅是当今科技的核心材料。工业上,用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g)。已知SiCl4可完全水解生成硅酸和盐酸。向容积为1L的密闭容器中充入一定量的SiCl4(g)和H2(g),分别在T1和T2温度时进行反应。SiCl4的物质的量随时间变化情况如下表所示:

(1)T1时,反应开始的2 min内,用HCl表示的反应速率为              。
(2)该反应的平衡常数表达式为:K=                          。
(3)保持其他条件不变,下列措施可提高SiCl4转化率的是           
a.充入更多的SiCl4(g)
b.充入更多的H2(g)
c.及时分离出Si(s)
d.使用催化剂
e.将容器的体积扩大一倍
(4)据上表中的数据分析:T1        T2(填“>”或“<”,下同),理由是          。已知n1>n2,ΔH       0。
(5)有同学认为,采用水淋法来吸收生成的HCl,可以提高SiCl4的转化率。该认识     (填“合理”或“不合理”),理由是                            
(6)将平衡后的混合气体溶于水,取少量上层清液,向其中滴加足量的AgNO3溶液,反应后过滤,取沉淀向其中加入Na2S溶液,可观察到                   
答案
(14分)
(1)1.0 mol/(L • min)(2分) (2)(2分)
(3)be (2分)
(4)< (1分)    T2时反应速率快(2分)> (1分)
(5)不合理(1分)  SiCl4遇水完全水解生成硅酸和盐酸(2分)
(6)白色沉淀转化为黑色沉淀(1分)
解析
(1)在T1时,反应开始的2 min内消耗的SiCl4的量是0.5mol,所以生成的HCl的量是2.0mol。因此用HCl表示的反应速率为1.0 mol/(L • min)。
(2)平衡常数是指在一定条件下,可逆反应达到平衡是生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值。根据方程式可写出该反应的平衡常数表达式,需要注意的是在表达式中不能出现固体或纯液体的。
(3)因为这是一个体积增大的可逆反应,因此将容器的体积扩大一倍,平衡向正反应方向移动,增大反应物的转化率,e正确。充入更多的SiCl4(g),平衡虽然向正反应方向移动,但会降低自身的转化率,而提高氢气的转化率,所以a不正确,b正确。Si(s)是固体不影响平衡,c不正确。催化剂能同等程度改变正逆反应速率,但不会影响平衡,但不正确。故正确的答案是be。
(4)根据表中数据可知在相同时间内温度为T2反应速率快,因为温度越高,速率越快,故T2大于T1。n1>n2说明前者的转化率低于后者,即温度越高反应物的转化率越大,所以正反应是吸热反应。即ΔH大于0。
(5)由于SiCl4遇水完全水解生成硅酸和盐酸,所以采用水淋法来吸收生成的HCl是错误的。
(6)平衡后的混合气体溶于水,所得溶液中含有盐酸,滴加AgNO3溶液将生成AgCl沉淀,过滤后向沉淀中加入Na2S溶液,则沉淀颜色将由白色转化为黑色,这是因为Ag2S比AgCl更难溶,沉淀将向生成更难溶的物质转化。
举一反三
在密闭容器中,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH<0,达到甲平衡。在仅改变某一条件后,达到乙平衡,改变的这一条件是
A.加入适当催化剂B.升高温度C.增大反应物的浓度D.增大压强
 
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在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol·L-1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol·L-1
0.05
0.05
0.1

下列说法正确的是:
A.反应达到平衡时,X的转化率为60%
B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
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(12分)牙齿表面由一层硬的、组成为Ca5(PO4)3OH的物质保护着,它在唾液中存在下列平衡:
Ca5(PO4)3OH(固)5Ca2++3PO43-+OH-
(1)进食后,细菌和酶作用于食物,产生有机酸,这时牙齿受腐蚀,其原因是         。(3分)
(2)已知Ca(PO4)3F(固)的溶解度比上面的矿化产物更小,质地更坚固。请用离子方程式表示:                                                    (3分)
(3)当牙膏中配有氟化物添加剂后能防止龋牙的原因                         。(3分)
(4)根据以上原理,请你提出一种其他促进矿化的办法:                        。(3分)
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(12分)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)。其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=                         。(2分)
(2)该反应为            反应(选填吸热、放热)。(3分)
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是                         。(4分)
a. 容器中压强不变             b. 混合气体中c(CO)不变 
c. v(H2)=v(H2O)         d.  c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2c(H2)=c(CO)·c(H2O)。试判断此时的温度为(3’)
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(6分)在水溶液中橙红色的Cr2O72与黄色的CrO42有下列平衡关系:
Cr2O72+H2O  2CrO42+2H,把K2Cr2O7溶于水配成稀溶液, 溶液呈橙色。
(1)向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈_______色,平衡________。(填“向左移”或“向右移”,下同。)
(2)再加入过量稀H2SO4,则溶液呈_______色,平衡________。
(3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液(已知BaCrO4为黄色沉淀)则平衡_______________,溶液颜色将__________。
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