Question

SiCl₄在室溫下為無色液體，易揮發(fā)，有強烈的刺激性。把SiCl₄先轉(zhuǎn)化為SiHCl₃，再經(jīng)氫氣還原生成高純硅。一定條件下，在20L恒容密閉容器中發(fā)生SiCl₄轉(zhuǎn)化為SiHCl₃ 的反應(yīng)：3SiCl₄(g)＋2H₂(g)＋Si(s)4SiHCl₃(g)　ΔH＝Q kJ·mol^－1。2 min后達到平衡，H₂與SiHCl₃的物質(zhì)的量濃度分別為0.1 mol·L^－1和0.2 mol·L^－1。

（1）從反應(yīng)開始到平衡，v(SiCl₄)＝                    。

（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K＝                          ，溫度升高，K值增大，則Q      0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl₄和H₂(假設(shè)Si足量)，當(dāng)反應(yīng)再次達到平衡時，與原平衡相比較，H₂的體積分?jǐn)?shù)將           (填“增大”、“減小”或“不變”)。

（4）原容器中，通入H₂的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為             。

（5）平衡后，將容器的體積縮為10 L，再次達到平衡時，

H₂的物質(zhì)的量濃度范圍為                    。

Answer 1

【知識點】化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動 G1  G2  G5

【答案解析】

(1)0.075 mol·L^－1·min^－1        (2)　；＞    　(3)減小    　(4)89.6 L

(5)0.1 mol·L^－1＜c(H₂)＜0.2 mol·L^－1　                   

  解析：(1)根據(jù)同一反應(yīng)的同一速率，速率比等于方程式的系數(shù)比：v(SiCl₄)＝3/4v(SiCl₃)＝mol·L^－1·min^－1  

(2)利用平衡常數(shù)的定義寫出，注意反應(yīng)物中硅為固體。溫度升高，K值增大，說明平衡正向移動，正方向是吸熱的，Q＞0。

(3)平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl₄和H₂(假設(shè)Si足量)，相當(dāng)于加壓，由于加壓平衡正向移動，所以當(dāng)反應(yīng)再次達到平衡時，與原平衡相比較，H₂的體積分?jǐn)?shù)將減小。

（4）平衡，H₂與SiHCl₃的物質(zhì)的量濃度分別為0.1 mol·L^－1和0.2 mol·L^－1，根據(jù)方程式知氫氣的濃度減小了0.2 mol·L^－1÷2=0.1 mol·L^－1，所以開始?xì)錃獾臐舛葹?.1mol·L^－1+0.1mol·L^－1=0.2mol·L^－1，原容器中，通入H₂的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)為：0.2mol·L^－1×20L×22.4L/mol=89.6 L

平衡后，將容器的體積縮為10 L，再次達到平衡時，

（5）平衡后，將容器的體積縮為10 L，假設(shè)平衡不移動c(H₂)=0.2 mol·L^－1，但由于加壓平衡右移c(H₂)＜0.2 mol·L^－1，根據(jù)勒夏特列原理c(H₂)＞0.1mol·L^－1

  所以H₂的物質(zhì)的量濃度范圍為0.1 mol·L^－1＜c(H₂)＜0.2 mol·L^－1

【思路點撥】本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的移動，計算式要認(rèn)真，關(guān)鍵是理解平衡移動原理。