Question

【题目】三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：

(1)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=30 kJ·mol-1

则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol-1。

(2)对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

① 343K时反应的平衡转化率α=__________%。平衡常数表达式__________。

②在343K下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是__________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有__________、__________。

③比较a、b处反应速率大小：va__________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】+114 22 及时分离出产物 增大压强 使用催化剂等 大于

【解析】

(1)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=30 kJ·mol-1

把第一个反应乘以3后和第二个反应相加，即可得反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)，其ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(30 kJ·mol-1)=+144kJ·mol-1。

(2) ①温度越高，反应速率越快，越先达到平衡，所以图像中a点所在的曲线温度高，即为343K下的曲线。从曲线可以看出，平衡时SiHCl3的转化率为22%。平衡常数为平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的平衡常数表达式为K=。故答案为22，。

②在343K下，要提高SiHCl3转化率，即要使平衡向右移动。影响平衡的因素有浓度、温度、压强等，由于温度一定，而该反应的前后气体系数和相等，压强改变不能使平衡移动，所以只能采取及时分离产物的措施来提高反应物的转化率。要缩短反应达到平衡的时间，即要提高反应速率，从影响反应速率的因素浓度、温度、压强和催化剂等方面考虑，可采取的措施有增大压强（或增大反应物浓度）、使用催化剂等。故答案为：及时分离出产物，增大压强、使用催化剂等。

③a、b两处反应物的转化率相等，所以各物质的浓度相等，而a处温度高于b处温度，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：va大于vb。