Question

1．根據要求回答下列問題
（1）T⁰C時，向一容積為2升的密閉容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生反應．其相關信息如下：圖1中t₀～t₁階段c（B）未畫出；圖2中t₂、t₃、t₄改變的條件是溫度、壓強、催化劑中的一種

①B的起始物質的量為1mol；t₂時刻改變的條件是加催化劑
②圖2中各階段平衡時對應的平衡常數如表所示：

時間段	t1～t2	t2～t3	t3～t4	t5～t6
平衡常數	K1	K2	K3	K4

K₂＞ K₄（填“＞或＜或．=”）；其理由是t₂-t₄ 平衡未移動，從圖象知K₄是溫度升高平衡逆向移動后的常數，所以變小
③T⁰C時，該反應的平衡常數是0.84（保留兩位小數）；維持溫度不變，在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，重新達平衡后α（A）=20%
（2）硅是重要的半導體材料．工業(yè)上由粗制純硅的過程如下：
Si（粗）$→_{460℃}^{Cl_{2}}$SiCl₄$\stackrel{蒸餾}{→}$SiCl₄（純）$→_{1100℃}^{H_{2}}$Si（純）
實驗測得上述由SiCl₄制純硅的反應中，測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，則該反應的熱化學方程式SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40 KJ/mol．

Answer 1

分析 根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比來書寫方程式，根據影響反應速率和平衡移動的因素來確定改變的條件；圖2是在四種不同情況下影響化學的平衡，而影響平衡的因素有：濃度、溫度、壓強、催化劑；t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₃～t₄段為減壓；
（1）①反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，
該反應的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g），據此計算起始量B的物質的量；t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑；
②t₁-t₂段，平衡常數K₁，
t₂-t₃段，使用催化劑，加快反應，平衡常數不變，K₂=K₁，
t₃-t₄段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數不變，K₃=K₁，
t₄-t₅段，t₅-t₆段達到平衡狀態(tài)，為升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小；
③t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.84，在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，等比例加入起始量，相當于增大壓強，平衡不變，達到相同的平衡狀態(tài)；
（2）測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，結合熱化學方程式書寫方法，標注物質聚集狀態(tài)和化學方程式定量關系對應的反應焓變．

解答 解：（1）t₂～t₃和t₃～t₄這兩段平衡是不移動的，則只能是壓強和催化劑影響的，因此應該推斷該反應為等體積變化的反應，
t₂～t₃的平衡比原平衡的速率要快，而t₃～t₄的速率又變慢，則前者應是加催化劑，因為條件只能用一次，t₃～t₄段為減壓．
①反應物的濃度降低，生成物的濃度增大，結合圖一可知，A為反應物，C為生成物，A的變化為0.2mol/L，C的變化量為0.3mol/L．又由于該反應為等體積變化的反應，所以B為反應物，根據化學反應的速率之比等于化學方程式前的計量系數比，
該反應的方程式為2A（g）+B（g）?3C（g），所以，△c（B）=$\frac{1}{2}$△n（A）=$\frac{1}{2}$×0.2mol/L=0.1mol/L，起始2molA所對應的濃度為1mol/L，則體積應是$\frac{2mol}{1mol/L}$=2L，故B的起始物質的量為n（B）=（0.1mol/L+0.4mol/L）×2L=1mol，
故答案為：1；加催化劑；
②t₁-t₂段，平衡常數K₁，
t₂-t₃段，使用催化劑，加快反應，平衡常數不變，K₂=K₁，
t₃-t₄段，為降低壓強，反應速率降低，平衡不移動，平衡常數不變，K₃=K₁，
t₄-t₅段，t₅-t₆段達到平衡狀態(tài)，為升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，
故 K₁=K₂=K₃＞K₄，
故答案為：＞；t₂-t₄ 平衡未移動，從圖象知K₄是溫度升高平衡逆向移動后的平衡常數，所以升溫平衡常數變��；
③t₁-t₂段，處于平衡狀態(tài)，c（A）_平衡=0.8mol/L，c（B）_平衡=0.4mol/L，c（C）_平衡=0.6mol/L，
K₁=$\frac{{c}^{3}（C）}{{c}^{2}（A）c（B）}$=$\frac{0．{6}^{3}}{0．{8}^{2}×0.4}$=0.84，
向一容積為2升的密閉容器中充入2molA、0.6molC和1molB三種氣體，維持溫度不變，反應達到平衡狀態(tài)2A（g）+B（g）?3C（g），
在t₁時刻再向該容器中加入1molA，0.5molB，0.3molC，等比例加入起始量，相當于增大壓強，平衡不變，達到相同的平衡狀態(tài)，A的轉化率不變，依據圖象中數據計算α（A）=$\frac{1.0mol/L-0.8mol/L}{1.0mol/L}$×100%=20.0%，
故答案為：0.84； 20%；
（2）測得每生成1.12kg純硅（Si的相對原子質量為28）需吸收aKJ熱量，生成1molSi放熱$\frac{aKJ}{\frac{1120g}{28g/mol}}$=$\frac{a}{40}$KJ，反應的熱化學方程式為：SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40 KJ/mol，
故答案為：SiCl₄（g）+2H₂（g）=Si（s）+4HCl（g）△=+Q/40  KJ/mol．

點評 本題以圖象的形式考查影響化學反應速率以及化學平衡移動的因素，主要是影響化學反應速率和化學平衡的因素分析、平衡常數計算和影響因素、等效平衡的理解應用、熱化學方程式書寫等，題目難度中等