Question

【題目】向1L恒容密閉容器中充入2mol SiHCl3，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323 K和343 K時發(fā)生反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結果如圖所示。

(1)上述反應每生成1g SiH2Cl2(g)吸收1.1kJ熱量，則ΔH=______________。

(2)323K時，反應的平衡轉(zhuǎn)化率α=______________。

(3)343K時，前200min內(nèi)，SiCl4(g)的平均反應速率為______________。

(4)比較a、b兩處反應速率大小_______（填“＞”“＜”或“＝”）。

(5)在343K條件下，要縮短反應達到平衡的時間，并且要增大平衡時SiH2Cl2(g)的濃度，可采取的措施是______________________。

Answer 1

【答案】+111.1kJ/mol 21％ 0.0011mol/(L·min) > 增大壓強

【解析】

(1)根據(jù)物質(zhì)反應的能量變化與物質(zhì)的變化成正比，計算產(chǎn)生1mol SiH2Cl2吸收的能量，就可得到反應熱；

(2)根據(jù)該反應的正反應是吸熱反應，利用溫度對化學平衡移動的影響，結合圖像分析判斷。

(3)在343K時，先計算前200min內(nèi)SiHCl3的反應速率，然后根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系，計算SiCl4(g)的平均反應速率；

(4)根據(jù)溫度對化學反應速率的影響分析比較；

(5)根據(jù)外界條件對化學反應速率和化學平衡移動分析。

(1)生成1g SiH2Cl2(g)反應吸收1.1kJ熱量，則反應產(chǎn)生1mol SiH2Cl2吸收熱量為Q=101×1.1kJ=111.1kJ，所以該反應的熱化學方程式為：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH =+111.1kJ/mol，反應熱為+111.1kJ/mol ；

(2)由于該反應的正反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的正反應方向移動，反應物的轉(zhuǎn)化率增大，所以曲線b是323K時的反應曲線，由圖像可知此時反應物的平衡轉(zhuǎn)化率為21％；

(3)根據(jù)圖像可知：在343K時，前200min內(nèi)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率是22%，在反應開始時加入2mol SiHCl3，容器的容積是1L，則反應速率υ(SiHCl3)==0.0022mol/(L·min)，根據(jù)方程式可知υ(SiCl4)：υ(SiHCl3)=1：2，所以υ(SiCl4)= 0.0011mol/(L·min)；

(4)a、b兩點物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同，物質(zhì)的濃度相等，由于溫度a>b，溫度越高，反應速率越快，所以a、b兩處反應速率大小：>；

(5)在343K條件下，要縮短反應達到平衡的時間，反應速率就要加快，同時要增大平衡時SiH2Cl2(g)的濃度，可采取的措施是只能是增大壓強。