Question

【題目】工業(yè)上高純硅可以通過下列反應制取：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，若反應容器的容積為 2L，經(jīng) 3min 后達到平衡，獲得固體的質量 8.4 g，則用 H2 表示的平均反應速率為_________。

（2）該反應的平衡常數(shù)表達式 K=_________，若欲使 K 增大，可采取的措施是_________。

（3）一定條件下，在密閉恒容容器中，能表示上述反應一定達到化學平衡狀態(tài)的是_________。

a.2v 逆（SiCl4）=v 正（H2） b.斷開 4mol Si-Cl 鍵的同時，生成 4mol H-Cl 鍵

c．混合氣體密度保持不變 d．c（SiCl4）：c（H2）：c（HCl）=1：2：4

（4）若反應過程如圖所示，縱坐標表示氫氣、氯化氫的物質的量（mol），橫坐標表示時間（min），若整個反應過程沒有加入或提取各物質，則第 1.5 分鐘v(正) ____ v(逆)(填><或=)，第 3 分鐘改變的條件是_______，各平衡態(tài)中氫氣轉化率最小的時間段是_______。

Answer 1

【答案】0.1 mol/(L·min) 升溫 ac > 升溫 1-1.5min

【解析】

（1）根據(jù)反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)，獲得固體的質量 8.4 g，該固體為硅單質，即生成=0.3mol硅單質需要氫氣0.6mol，則用 H2 表示的平均反應速率為=0.1 mol/(L·min)，

答案為：0.1 mol/(L·min)；

（2）根據(jù)反應SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) -236kJ，據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)的概念計算得到平衡常數(shù)K=；反應是吸熱反應升溫反應正向進行，平衡常數(shù)增大，

答案為：；升溫；

（3）在密閉恒容容器中，SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)
a．依據(jù)化學反應速率之比等于化學方程式系數(shù)之比，2v正（SiCl4）=v正（H2）所以 2v逆（SiCl4）=v正（H2）說明四氯化硅正逆反應速率相同，證明反應達到平衡，故a正確；

b．斷開4mol Si-Cl鍵的同時，生成4mol H-Cl鍵，表示的是反應正向進行，故b錯誤；

c．正向進行氣體質量減小，氣體體積不變，混合氣體密度保持不變，證明反應達到平衡，故c正確；

d．c(SiCl4)：c(H2)：c(HCl)=1：2：4，反應過程中符合化學方程式的系數(shù)之比，不能判斷反應達到平衡，故d錯誤；

故答案為：ac；

（4）分析圖象可知第1.5分鐘，氫氣減小，氯化氫增大，改變的條件是減少壓強平衡正向進行，v(正) >v(逆)；第3分鐘曲線變化斜率大，反應速率大，反應正向進行，反應是吸熱反應，改變的條件是升溫；由圖像可得，1-1.5min，平衡不移動，氫氣轉化率最小，

故答案為：>，升溫，1-1.5min；