Question

1．根據(jù)要求回答下列問題
（1）T⁰C時，向一容積為2升的密閉容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應．其相關信息如下：圖1中t₀～t₁階段c（B）未畫出；圖2中t₂、t₃、t₄改變的條件是溫度、壓強、催化劑中的一種

①B的起始物質的量為1mol；t₂時刻改變的條件是加催化劑
②圖2中各階段平衡時對應的平衡常數(shù)如表所示：

時間段	t1～t2	t2～t3	t3～t4	t5～t6
平衡常數(shù)	K1	K2	K3	K4

K₂＞ K₄（填“＞或＜或．=”）；其理由是t₂-t₄ 平衡未移動，從圖象知K₄是溫度升高平衡逆向移動后的常數(shù)，所以變小
③T⁰C時，該反應的平衡常數(shù)是0.84（保留兩位小數(shù)）；維持溫度不變，在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，重新達平衡后α（A）=20%
（2）硅是重要的半導體材料．工業(yè)上由粗制純硅的過程如下：
Si（粗）$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸餾}{→}$SiCl₄（純）$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si（純）
實驗測得上述由SiCl₄制純硅的反應中，測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，則該反應的熱化學方程式SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40 KJ/mol．

Answer 1

分析 根據(jù)化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數(shù)比來書寫方程式，根據(jù)影響反應速率和平衡移動的因素來確定改變的條件；圖2是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑；t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₃～t₄段為減壓；
（1）①反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據(jù)化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數(shù)比，
該反應的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g），據(jù)此計算起始量B的物質的量；t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑；
②t₁-t₂段，平衡常數(shù)K₁，
t₂-t₃段，使用催化劑，加快反應，平衡常數(shù)不變，K₂=K₁，
t₃-t₄段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數(shù)不變，K₃=K₁，
t₄-t₅段，t₅-t₆段達到平衡狀態(tài)，為升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減��；
③t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.84，在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，等比例加入起始量，相當于增大壓強，平衡不變，達到相同的平衡狀態(tài)；
（2）測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，結合熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和化學方程式定量關系對應的反應焓變．

解答 解：（1）t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₃～t₄段為減壓．
①反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據(jù)化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數(shù)比，
該反應的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g），所以，△c（B）=$\frac{1}{2}$△n（A）=$\frac{1}{2}$×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是$\frac{2mol}{1mol/L}$=2L，故B的起始物質的量為n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol，
故答案為：1；加催化劑；
②t₁-t₂段，平衡常數(shù)K₁，
t₂-t₃段，使用催化劑，加快反應，平衡常數(shù)不變，K₂=K₁，
t₃-t₄段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數(shù)不變，K₃=K₁，
t₄-t₅段，t₅-t₆段達到平衡狀態(tài)，為升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，
故 K₁=K₂=K₃＞K₄，
故答案為：＞；t₂-t₄ 平衡未移動，從圖象知K₄是溫度升高平衡逆向移動后的平衡常數(shù)，所以升溫平衡常數(shù)變��；
③t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.84，
向一容積為2升的密閉容器中充入2molA、0.6molC和1molB三種氣體，維持溫度不變，反應達到平衡狀態(tài)2A（g）+B（g）?3C（g），
在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，等比例加入起始量，相當于增大壓強，平衡不變，達到相同的平衡狀態(tài)，A的轉化率不變，依據(jù)圖象中數(shù)據(jù)計算α（A）=$\frac{1.0mol/L-0.8mol/L}{1.0mol/L}$×100%=20.0%，
故答案為：0.84； 20%；
（2）測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，生成1molSi放熱$\frac{aKJ}{\frac{1120g}{28g/mol}}$=$\frac{a}{40}$KJ，反應的熱化學方程式為：SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40 KJ/mol，
故答案為：SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40  KJ/mol．

點評 本題以圖象的形式考查影響化學反應速率以及化學平衡移動的因素，主要是影響化學反應速率和化學平衡的因素分析、平衡常數(shù)計算和影響因素、等效平衡的理解應用、熱化學方程式書寫等，題目難度中等