Question

工業(yè)上高純硅可以通過下列反應(yīng)制取：SiCl₄(g)+ 2H₂(g)  Si (s) + 4HCl(g) －236kJ

完成下列填空：

（1）在一定溫度下進行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2L，H₂的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L·min)，3min后達到平衡，此時獲得固體的質(zhì)量       g。

（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝             。可以通過_______使K增大。

（3）一定條件下，在密閉恒容容器中，能表示上述反應(yīng)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是        。

a．2v_逆(SiCl₄)＝v_正(H₂)                 

b．?dāng)嚅_4molSi－Cl鍵的同時，生成4molH－Cl鍵

c．混合氣體密度保持不變

d．c(SiCl₄)：c(H₂)：c(HCl)＝1:2:4

（4）若反應(yīng)過程如圖所示，縱坐標(biāo)表示氫氣、氯化氫的物質(zhì)的量（mol），橫坐標(biāo)表示時間（min），若整個反應(yīng)過程沒有加入或提取各物質(zhì)，則第1.5分鐘改變的條件是______，第3分鐘改變的條件是__________，各平衡態(tài)中氫氣轉(zhuǎn)化率最小的時間段是_____________ 。

 

Answer 1

【答案】

（本題共8分，33題2分，其余1分）

（1）8.4

（2）K＝c(HCl)⁴/c(SiCl₄)·c(H₂)²，升溫。

（3）ac

（4）減壓，升溫（且加催化劑），1—1.5分鐘

【解析】

試題分析：（1）m(Si)=1/2n(H2)M(Si)=1/2×0.1mol/(L·min)×2L×3miin×28g/mol=8.4g

（2）Si為固體，所以K＝c(HCl)⁴/c(SiCl₄)·c(H₂)²，因為正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡向右移動，K增大。

（3）a、正、逆速率相等，正確；b、斷開4molSi－Cl鍵說明反應(yīng)了1molSiCl₄，生成4molH－Cl鍵說明生成4molHCl，都是正反應(yīng)反應(yīng)方向，不能說明達到平衡狀態(tài)；c、混合氣體密度保持不變，說明氣體質(zhì)量不變，達到平衡狀態(tài)，正確；d、各物質(zhì)的濃度之比與是否平衡無關(guān)，錯誤。

（4）1.5分鐘H₂物質(zhì)的量逐漸減小，HCl物質(zhì)的量逐漸增大，曲線斜率減小，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，化學(xué)反應(yīng)速率變小，所以改變的條件是減小壓強；第3分鐘平衡向正反應(yīng)方向移動，化學(xué)反應(yīng)速率變大，改變的條件是升溫（且加催化劑）；因為兩次平衡都是向右移動，所以氫氣轉(zhuǎn)化率最小的時間段為第一次平衡時間段：1—1.5分鐘。

考點：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、圖像分析。