半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅SiO2(s)+2C(s)＝Si(s)+2CO(g) △H1＝+682.44kJ·mol-1(石英砂） - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅
SiO₂(s)+2C(s)＝Si(s)+2CO(g)   △H₁＝+682.44kJ·mol^-1
(石英砂）   (粗硅）
Si(s)+2C1₂(g)＝SiCl₄(l)        △H₂＝一657.01kJ·mol^-1
(粗硅）
SiCl₄(l)+2Mg(s)＝2MgCl₂(s)+Si(s) △H₃＝一625.63kJ·mol^-1
（纯硅）
若生产1.00kg纯硅放出的热量为

A．21.44kJ

B．600.20kJ

C．21435.71kJ

D．1965.10kJ

答案

解析

试题分析：根据关系式1molSiO₂ ~ Si(粗硅)~ SiCl₄(l)~ 1molSi(纯硅)，△H=△H₁+△H₂+△H₃="660.20" kJ·mol^-1
，所以若生产1.00kg纯硅放出660.20 kJ·mol^-1×（1000÷28）mol=21435.71kJ，C正确

核心考点

试题【半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅SiO2(s)+2C(s)＝Si(s)+2CO(g) △H1＝+682.44kJ·mol-1(石英砂）】；主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]

举一反三

汽车尾气已成为重要的空气污染物。
（1）汽车内燃机工作时引起反应：N₂(g)+O₂(g)

2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时，向5L密闭容器中充入8mol N₂和9molO₂，5min后达平衡时NO物质的量为6mol，计算该条件下的平衡常数（写出计算过程）。
（2）H₂或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的：
①已知：N₂(g)+ O₂(g) = 2NO(g)     △H = +180.5kJ/mol
2H₂(g)+ O₂(g) = 2H₂O(l)    △H = -571.6kJ/mol
则H₂(g)与NO(g)反应生成N₂(g)和H₂O(l)的热化学方程式为                          。
②当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。右图是反应：2NO(g) + 2CO(g)

2CO₂(g)+ N₂(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线，据此判断该反应的△H 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在图中画出NO的浓度在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。

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2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（l）汽车尾气净化的主要原理为：

。在密闭容器中发生该反应时，c（CO₂）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如图所示。据此判断：

①该反应的ΔH______0（选填“＞”、“<”）。
②该反应的平衡常数表达式为____________________
③在T₂温度下，0 ~ 2s内的平均反应速率v（N₂）_______。
④当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S₁＞S₂，在上图中画出c（CO₂）在T₁、S₂条件下达到平衡过程中的变化曲线。
⑤该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是__________（填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：

写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂(g)、CO₂(g)和H₂O(g)的热化学方程式＿＿＿＿＿＿

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2013年初，雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中，燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)

2CO₂(g)+ N₂(g)。△H＜0
①该反应平衡常数表达式
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是（填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH₄催化还原NO_X可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)+2H₂O(g)　△H＝－867 kJ/mol
2NO₂(g)

N₂O₄(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H₂O(g) ＝ H₂O(l)  ΔH ＝－44.0 kJ／mol
写出CH₄催化还原N₂O₄(g)生成N₂和H₂O(l)的热化学方程式：                             。
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）.
①甲烷燃料电池的负极反应式：                                          。
②电解后溶液的pH=        (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是       L

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为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO₂转化为可利用资源。
（1）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇（CH₃OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为。
（2）目前，工业上常用CO₂来生产燃料甲醇。现进行如下实验：在体积为l L的密闭恒容容器中，充入l mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：
CO₂(g)+3H₂(g)

CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol。
测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①该反应的平衡常数表达式K＝         ；
②从反应开始到平衡时，CH₃OH的平均反应速率v(CH₃OH)＝              （注明单位）；H₂的转化率＝            ；
③下列说法中，能说明上述反应达到平衡状态的是
A．每消耗1mol CO₂的同时生成1mol CH₃OH
B．CO₂、H₂、CH₃OH和H₂O的物质的量的比为1∶3∶1∶1
C．容器中气体的压强不再改变
D．容器中气体的密度不再改变
④下列措施中，能使上述平衡状态向正反应方向移动的是
A．升高温度                    B．将CH₃OH(g)从体系中分离
C．使用高效催化剂              D．恒温恒容再充入1 molCO₂和3 mol H₂

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（1）、①用肼(N₂H₄)为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。
已知：N₂(g)＋2O₂(g)＝N₂O₄(g) ΔH＝+10.7kJ·mol^-1
N₂H₄(g)＋O₂(g)＝N₂(g)＋2H₂O(g)  ΔH＝-543kJ·mol^-1
写出气态肼和N₂O₄反应的热化学方程式：                                。
②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，其很容易转化为二氧化氮。试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)：                         。
（2）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。

图甲所示装置中，以稀土金属材料为惰性电极，在两极上分别通入CH₄和空气，其中固体电解质是掺杂了Y₂O₃的ZrO₂固体，它在高温下能传导阳极生成的O^2-(O₂+4e →2O^2-)
①c电极为       ，d电极上的电极反应式为                            。
②图乙是电解100mL 0.5mol·L^-1 CuSO₄溶液，a电极上的电极反应式为          。若a电极产生56mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH=     (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入       (选填字母序号)
a.CuO    b.Cu(OH)₂     c.CuCO₃     d.Cu₂(OH)₂CO₃

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