乙炔(C2H2)在氣焊、氣割及有機合成中用途非常廣泛,可由電石(CaC2)直接水化法或甲烷在1500℃左右氣相裂解法生產(chǎn).
(l)電石水化法制乙炔是將生石灰與焦炭在3000℃下反應(yīng)生成CaC2,CaC2再與水反應(yīng)即得到乙炔.CaC2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑.
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2 (g)+H2O(l)△H2=-1299.6kJ/mol
2H2 (g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=-571.6kJ/mol
則甲烷氣相裂解反應(yīng):2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) 的△H=+376.4+376.4kJ/mol
(3)哈斯特研究得出當(dāng)甲烷分解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)與溫度(℃)的關(guān)系如圖所示.
①T1℃時,向1L恒容密閉容器中充入0.3molCH4 只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),達到平衡時,測得
c(C2H4)=c(CH4).該反應(yīng)的△H >>(填“>”或“<”)0,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為 66.7%66.7%.上述平衡狀態(tài)某一時刻,若改變溫度至T2℃,CH4以0.01mol/(L?s)的平均速率增多,經(jīng)ts后再次達到平衡,平衡時,c(CH4)=2c(C2H4),則T1>>(填“>”或“<”) T2,t=55s.
②列式計算反應(yīng)2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g),在圖中A點溫度時的平衡常數(shù)K=5×1045×104(用平衡分壓代替平衡濃度計算,lg0.05=-1.3 )
③由圖可知,甲烷裂解制乙炔有副產(chǎn)物乙烯生成,為提高甲烷制乙炔的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施有 充入適量的乙烯充入適量的乙烯.
【答案】CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;+376.4;>;66.7%;>;5;5×104;充入適量的乙烯
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:72引用:7難度:0.5
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1.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既是金屬儲氫材料又是有機合成中的常用試劑,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)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時,平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時,要縮短反應(yīng)達到平衡的時間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大小:va
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)的量分數(shù),則在353.15K時=k1k2
(5)硅元素最高價氧化物對應(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 -
2.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SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(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)的量分數(shù))。下列說法錯誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
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)化率隨時間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時,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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