Question

【题目】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，经 3min 后达到平衡，获得固体的质量 8.4 g，则用 H2 表示的平均反应速率为_________。

（2）该反应的平衡常数表达式 K=_________，若欲使 K 增大，可采取的措施是_________。

（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 4mol Si-Cl 键的同时，生成 4mol H-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v(正) ____ v(逆)(填><或=)，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】0.1 mol/(L·min) 升温 ac > 升温 1-1.5min

【解析】

（1）根据反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)，获得固体的质量 8.4 g，该固体为硅单质，即生成=0.3mol硅单质需要氢气0.6mol，则用 H2 表示的平均反应速率为=0.1 mol/(L·min)，

答案为：0.1 mol/(L·min)；

（2）根据反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g) -236kJ，据化学方程式和平衡常数的概念计算得到平衡常数K=；反应是吸热反应升温反应正向进行，平衡常数增大，

答案为：；升温；

（3）在密闭恒容容器中，SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)
a．依据化学反应速率之比等于化学方程式系数之比，2v正（SiCl4）=v正（H2）所以 2v逆（SiCl4）=v正（H2）说明四氯化硅正逆反应速率相同，证明反应达到平衡，故a正确；

b．断开4mol Si-Cl键的同时，生成4mol H-Cl键，表示的是反应正向进行，故b错误；

c．正向进行气体质量减小，气体体积不变，混合气体密度保持不变，证明反应达到平衡，故c正确；

d．c(SiCl4)：c(H2)：c(HCl)=1：2：4，反应过程中符合化学方程式的系数之比，不能判断反应达到平衡，故d错误；

故答案为：ac；

（4）分析图象可知第1.5分钟，氢气减小，氯化氢增大，改变的条件是减少压强平衡正向进行，v(正) >v(逆)；第3分钟曲线变化斜率大，反应速率大，反应正向进行，反应是吸热反应，改变的条件是升温；由图像可得，1-1.5min，平衡不移动，氢气转化率最小，

故答案为：>，升温，1-1.5min；