Question

【题目】向1L恒容密闭容器中充入2mol SiHCl3，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时发生反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH，SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

(1)上述反应每生成1g SiH2Cl2(g)吸收1.1kJ热量，则ΔH=______________。

(2)323K时，反应的平衡转化率α=______________。

(3)343K时，前200min内，SiCl4(g)的平均反应速率为______________。

(4)比较a、b两处反应速率大小_______（填“＞”“＜”或“＝”）。

(5)在343K条件下，要缩短反应达到平衡的时间，并且要增大平衡时SiH2Cl2(g)的浓度，可采取的措施是______________________。

Answer 1

【答案】+111.1kJ/mol 21％ 0.0011mol/(L·min) > 增大压强

【解析】

(1)根据物质反应的能量变化与物质的变化成正比，计算产生1mol SiH2Cl2吸收的能量，就可得到反应热；

(2)根据该反应的正反应是吸热反应，利用温度对化学平衡移动的影响，结合图像分析判断。

(3)在343K时，先计算前200min内SiHCl3的反应速率，然后根据物质反应转化关系，计算SiCl4(g)的平均反应速率；

(4)根据温度对化学反应速率的影响分析比较；

(5)根据外界条件对化学反应速率和化学平衡移动分析。

(1)生成1g SiH2Cl2(g)反应吸收1.1kJ热量，则反应产生1mol SiH2Cl2吸收热量为Q=101×1.1kJ=111.1kJ，所以该反应的热化学方程式为：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH =+111.1kJ/mol，反应热为+111.1kJ/mol ；

(2)由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热的正反应方向移动，反应物的转化率增大，所以曲线b是323K时的反应曲线，由图像可知此时反应物的平衡转化率为21％；

(3)根据图像可知：在343K时，前200min内SiHCl3的转化率是22%，在反应开始时加入2mol SiHCl3，容器的容积是1L，则反应速率υ(SiHCl3)==0.0022mol/(L·min)，根据方程式可知υ(SiCl4)：υ(SiHCl3)=1：2，所以υ(SiCl4)= 0.0011mol/(L·min)；

(4)a、b两点物质的转化率相同，物质的浓度相等，由于温度a>b，温度越高，反应速率越快，所以a、b两处反应速率大小：>；

(5)在343K条件下，要缩短反应达到平衡的时间，反应速率就要加快，同时要增大平衡时SiH2Cl2(g)的浓度，可采取的措施是只能是增大压强。