Question

工业上高纯硅可以通过下列反应制取：SiCl₄(g)+ 2H₂(g)  Si (s) + 4HCl(g) －236kJ

完成下列填空：

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，H₂的平均反应速率为0.1mol/(L·min)，3min后达到平衡，此时获得固体的质量       g。

（2）该反应的平衡常数表达式K＝             。可以通过_______使K增大。

（3）一定条件下，在密闭恒容容器中，能表示上述反应一定达到化学平衡状态的是        。

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

b．断开4molSi－Cl键的同时，生成4molH－Cl键

c．混合气体密度保持不变

d．c(SiCl₄)：c(H₂)：c(HCl)＝1:2:4

（4）若反应过程如图所示，纵坐标表示氢气、氯化氢的物质的量（mol），横坐标表示时间（min），若整个反应过程没有加入或提取各物质，则第1.5分钟改变的条件是______，第3分钟改变的条件是__________，各平衡态中氢气转化率最小的时间段是_____________ 。

 

Answer 1

【答案】

（本题共8分，33题2分，其余1分）

（1）8.4

（2）K＝c(HCl)⁴/c(SiCl₄)·c(H₂)²，升温。

（3）ac

（4）减压，升温（且加催化剂），1—1.5分钟

【解析】

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

（2）Si为固体，所以K＝c(HCl)⁴/c(SiCl₄)·c(H₂)²，因为正反应为吸热反应，升温平衡向右移动，K增大。

（3）a、正、逆速率相等，正确；b、断开4molSi－Cl键说明反应了1molSiCl₄，生成4molH－Cl键说明生成4molHCl，都是正反应反应方向，不能说明达到平衡状态；c、混合气体密度保持不变，说明气体质量不变，达到平衡状态，正确；d、各物质的浓度之比与是否平衡无关，错误。

（4）1.5分钟H₂物质的量逐渐减小，HCl物质的量逐渐增大，曲线斜率减小，说明平衡向正反应方向移动，化学反应速率变小，所以改变的条件是减小压强；第3分钟平衡向正反应方向移动，化学反应速率变大，改变的条件是升温（且加催化剂）；因为两次平衡都是向右移动，所以氢气转化率最小的时间段为第一次平衡时间段：1—1.5分钟。

考点：本题考查化学反应速率的计算、化学平衡常数、化学平衡状态的判断、图像分析。