题目内容
【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) △H1 = +48kJ/mol
4SiHCl3(g) = SiH4(g) + 3SiCl4(g) △H3 = +114kJ/mol
则反应3SiH2Cl2(g) = SiH4(g) + 2SiHCl3(g)的△H=______________kJ/mol。
(2)对于反应2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) +SiCl4(g)，采用合适的催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323 K时反应的平衡转化率ɑ =______%。比较a、b处反应速率大小：υa_____υb(填“>”、“<”、“=”)
②在343 K下：要提高SiHCl3平衡转化率，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_______。(两问均从下列选项中选择合适的选项填空)
A、增大反应物浓度
B、增大压强
C、及时将产物从体系分离
D、使用更高效的催化剂
③某温度(T K)下，该反应可使SiHCl3的平衡转化率达到30%，则该温度下的平衡常数KT K___K343 K(填“>”、“<”、“=”)，已知反应速率υ=υ正-υ逆=k正x2(SiHCl3)-k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算在该温度下当转化率为20%的时刻，υ正/υ逆=_____________(保留1位小数)。
【答案】-30 21 > C ABD > 2.9
【解析】
根据盖斯定律加减热化学方程式，综合分析外因对反应速率和化学平衡的影响，学习速率方程并解决“新”问题。
(1)应用盖斯定律，欲求反应与已知反应的关系为：所求＝后式－前式×3，则△H＝△H2－△H1×3＝－30 kJ/mol。
(2)①温度323 K较低，化学反应较慢，到达平衡时间较长，应是b点所在曲线，SiHCl3的平衡转化率ɑ =21%。类似地，温度343 K是a点所在曲线。a、b两点反应物转化率相等，即反应物浓度相同，因a点温度高于b点，使反应速率υa>υb。
②A、增大反应物浓度，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；因反应中气体分子数不变，增大反应物浓度相当于加压，SiHCl3平衡转化率不变。
B、增大压强，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但平衡不移动，SiHCl3平衡转化率不变。
C、及时将产物从体系分离，不影响正反应速率，但平衡右移使SiHCl3平衡转化率增大。
D、更高效的催化剂，可提高反应速率，缩短达到平衡的时间；但催化剂不能使平衡移动，不能改变SiHCl3平衡转化率。
综上，要提高SiHCl3平衡转化率，可采取的措施是C；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有ABD。
③第一空：图中343 K时SiHCl3的平衡转化率为22%，已知温度(T K)时SiHCl3的平衡转化率30%。即从343 K到T K，平衡右移，平衡常数KT K>K343 K。
第二空： T K时， 2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)
假设起始时/mol： 1 0 0
转化20%时/mol： 0.8 0.1 0.1
转化30%时(平衡)/mol：0.7 0.15 0.15
化学平衡时υ正＝υ逆，则k正x2(SiHCl3)＝k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，求得k正/k逆＝x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)/x2(SiHCl3)＝0.152/0.72＝0.046。该温度下当SiHCl3的转化率为20%时，υ正＝k正x2(SiHCl3)，υ逆=k逆x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，则υ正/υ逆=(k正/k逆)×{x2(SiHCl3)/[x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)]}＝0.046×0.82/0.12＝2.9 。
【题目】实验室利用等物质的量的反应物在恒容容器中模拟工业生产SO3，得到三组实验数据如下表所示：
实验 序号 | 温度 （℃） | SO2浓度（mo1/L） | ||||||
0min | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min | ||
1 | 300 | 2.00 | 1.70 | 1.50 | 1.36 | 1.25 | 1.20 | 1.20 |
2 | 300 | 2.00 | 1.50 | 1.28 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | 1.20 |
3 | 500 | 2.00 | 1.60 | 1.39 | 1.29 | 1.27 | 1.27 | 1.27 |
（1）实验1中，50～60mn时间段，SO2浓度均为1.20mo1/L的原因是___。
（2）实验2中，前20min内以O2的浓度变化表示的化学反应速率为___。
（3）三组实验中，只有1、2中的某组使用了催化剂，则使用催化剂的为第___组，分析实验1、2中的数据，你认为催化剂___（填“能”或“不能”）改变SO2的平衡转化率，理由是___。
（4）分析表格中的数据，温度升高，SO2的平衡转化率会___（填“增大”“不变”或“减小”）。
