Question

【題目】三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題：

(1)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=30 kJ·mol-1

則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol-1。

(2)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。

① 343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=__________%。平衡常數(shù)表達(dá)式__________。

②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是__________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有__________、__________。

③比較a、b處反應(yīng)速率大�。�va__________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】+114 22 及時(shí)分離出產(chǎn)物 增大壓強(qiáng) 使用催化劑等 大于

【解析】

(1)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1

3SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=30 kJ·mol-1

把第一個(gè)反應(yīng)乘以3后和第二個(gè)反應(yīng)相加，即可得反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)，其ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(30 kJ·mol-1)=+144kJ·mol-1。

(2) ①溫度越高，反應(yīng)速率越快，越先達(dá)到平衡，所以圖像中a點(diǎn)所在的曲線溫度高，即為343K下的曲線。從曲線可以看出，平衡時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率為22%。平衡常數(shù)為平衡時(shí)生成物濃度冪之積除以反應(yīng)物濃度冪之積，故反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。故答案為22，。

②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，即要使平衡向右移動(dòng)。影響平衡的因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)等，由于溫度一定，而該反應(yīng)的前后氣體系數(shù)和相等，壓強(qiáng)改變不能使平衡移動(dòng)，所以只能采取及時(shí)分離產(chǎn)物的措施來提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，即要提高反應(yīng)速率，從影響反應(yīng)速率的因素濃度、溫度、壓強(qiáng)和催化劑等方面考慮，可采取的措施有增大壓強(qiáng)（或增大反應(yīng)物濃度）、使用催化劑等。故答案為：及時(shí)分離出產(chǎn)物，增大壓強(qiáng)、使用催化劑等。

③a、b兩處反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，所以各物質(zhì)的濃度相等，而a處溫度高于b處溫度，溫度越高，反應(yīng)速率越快，所以反應(yīng)速率：va大于vb。