Question

【題目】三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題：

(1)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應：

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

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

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

(2)對于反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。

① 343K時反應的平衡轉(zhuǎn)化率α=__________%。平衡常數(shù)表達式__________。

②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是__________；要縮短反應達到平衡的時間，可采取的措施有__________、__________。

③比較a、b處反應速率大�。�va__________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】+114 22 及時分離出產(chǎn)物 增大壓強 使用催化劑等 大于

【解析】

(1)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應：

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

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

把第一個反應乘以3后和第二個反應相加，即可得反應4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)，其ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(30 kJ·mol-1)=+144kJ·mol-1。

(2) ①溫度越高，反應速率越快，越先達到平衡，所以圖像中a點所在的曲線溫度高，即為343K下的曲線。從曲線可以看出，平衡時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%。平衡常數(shù)為平衡時生成物濃度冪之積除以反應物濃度冪之積，故反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的平衡常數(shù)表達式為K=。故答案為22，。

②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，即要使平衡向右移動。影響平衡的因素有濃度、溫度、壓強等，由于溫度一定，而該反應的前后氣體系數(shù)和相等，壓強改變不能使平衡移動，所以只能采取及時分離產(chǎn)物的措施來提高反應物的轉(zhuǎn)化率。要縮短反應達到平衡的時間，即要提高反應速率，從影響反應速率的因素濃度、溫度、壓強和催化劑等方面考慮，可采取的措施有增大壓強（或增大反應物濃度）、使用催化劑等。故答案為：及時分離出產(chǎn)物，增大壓強、使用催化劑等。

③a、b兩處反應物的轉(zhuǎn)化率相等，所以各物質(zhì)的濃度相等，而a處溫度高于b處溫度，溫度越高，反應速率越快，所以反應速率：va大于vb。