Question

【题目】已知：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH＝Q kJ·mol－1，其平衡常数随温度变化如表所示：

温度/k	323	343	400
平衡常数	0.01	0.02	1

在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

请回答下列问题：

（1）该反应的Q___0(填“＞”或“＜”)。

（2）代表323K曲线的是___(填a或b)

（3）在400K下，要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有___、___。

（4）已知2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)的反应速率v＝v正－v逆，其中v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，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a处＝___。

（5）TK时在体积为10L的反应器中，通入一定量的SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)，发生上述反应，SiH2Cl2(g)和SiCl4(g)浓度变化如图所示，则0～4 min时平均反应速率v(SiCl4(g))＝___。

Answer 1

【答案】＞ b 改进催化剂 提高反应物浓度（或压强） 1.28 0.03mol·L-1·min-1

【解析】

(3)要缩短反应达到平衡的时间，需要提高反应速率，而影响反应速率的因素主要有温度、浓度、压强及催化剂等；

(4)反应速率v＝v正－v逆，其中v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，由平衡时正逆反应速率相等，可得出=K(平衡常数)，再结合此温度下的平衡状态，计算出平衡常数K即可计算a处；

(5)根据图象中SiCl4(g)的浓度变化及v=计算0～4min时平均反应速率v(SiCl4(g))。

(1)由图表可知，随着温度的升高，平衡常数增大，说明升高温度，平衡正向移动，即正反应为吸热反应，该反应的Q＞0；

(2)温度越高，反应速率越快，达到平衡所需要的时间越短，则a曲线代表343K曲线，b曲线代表 323K曲线；

(3)在400K下，要缩短反应达到的时间，应增大反应速率，则在温度不变的条件下可采取的措施是：增大压强、使用催化剂或增大反应物的浓度等；

(4)由图象可知，a点时转化率为20%，设起始时SiHCl3的物质的量为nmol，此时

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

起始物质的量(mol) n 0 0

变化物质的量(mol) 0.2n 0.1n 0.1n

终态物质的量(mol) 0.8n 0.1n 0.1n

则：xSiHCl3==0.8，x SiH2Cl2=x SiCl4=0.1；

反应速率v＝v正－v逆，其中v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，则a点时v正＝k正x2SiHCl3=0.82k正，v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4=0.1×0.1k逆=0.01 k逆，由平衡时正逆反应速率相等，可得出=K(平衡常数)，则a处===0.02=1.28；

(5)由图示可知SiCl4(g)在0～4 min时变化的物质的量浓度为0.20mol·L-1-0.08mol·L-1=0.12mol·L-1，则平均反应速率v(SiCl4(g))＝=0.03mol·L-1·min-1。