Question

工業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，H₂的平均反應速率為0.1mol/(L·min)，3min后達到平衡，此時獲得固體的質量      g。
（2）該反應的平衡常數表達式K＝            。可以通過_______使K增大。
（3）一定條件下，在密閉恒容容器中，能表示上述反應一定達到化學平衡狀態的是       。
a．2v_逆(SiCl₄)＝v_正(H₂)                 
b．斷開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分鐘改變的條件是______，第3分鐘改變的條件是__________，各平衡態中氫氣轉化率最小的時間段是_____________ 。

Answer 1

（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

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，因為正反應為吸熱反應，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鍵說明反應了1molSiCl₄，生成4molH－Cl鍵說明生成4molHCl，都是正反應反應方向，不能說明達到平衡狀態；c、混合氣體密度保持不變，說明氣體質量不變，達到平衡狀態，正確；d、各物質的濃度之比與是否平衡無關，錯誤。
（4）1.5分鐘H₂物質的量逐漸減小，HCl物質的量逐漸增大，曲線斜率減小，說明平衡向正反應方向移動，化學反應速率變小，所以改變的條件是減小壓強；第3分鐘平衡向正反應方向移動，化學反應速率變大，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，所以氫氣轉化率最小的時間段為第一次平衡時間段：1—1.5分鐘。