問題詳情:
向1L恆容密閉容器中充入2mol SiHCl3,採用大孔弱鹼**離子交換樹脂催化劑,在323 K和343 K時發生反應2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH,SiHCl3的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。
(1)上述反應每生成1g SiH2Cl2(g)吸收1.1kJ熱量,則ΔH=______________。
(2)323K時,反應的平衡轉化率α=______________。
(3)343K時,前200min內,SiCl4(g)的平均反應速率為______________。
(4)比較a、b兩處反應速率大小_______(填“>”“<”或“=”)。
(5)在343K條件下,要縮短反應達到平衡的時間,並且要增大平衡時SiH2Cl2(g)的濃度,可採取的措施是______________________。
【回答】
【*】 (1). +111.1kJ/mol (2). 21% (3). 0.0011mol/(L·min) (4). > (5). 增大壓強
【解析】
【分析】
(1)根據物質反應的能量變化與物質的變化成正比,計算產生1mol SiH2Cl2吸收的能量,就可得到反應熱;
(2)根據該反應的正反應是吸熱反應,利用温度對化學平衡移動的影響,結合圖像分析判斷。
(3)在343K時,先計算前200min內SiHCl3的反應速率,然後根據物質反應轉化關係,計算SiCl4(g)的平均反應速率;
(4)根據温度對化學反應速率的影響分析比較;
(5)根據外界條件對化學反應速率和化學平衡移動分析。
【詳解】(1)生成1g SiH2Cl2(g)反應吸收1.1kJ熱量,則反應產生1mol SiH2Cl2吸收熱量為Q=101×1.1kJ=111.1kJ,所以該反應的熱化學方程式為:2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH =+111.1kJ/mol,反應熱為+111.1kJ/mol ;
(2)由於該反應的正反應是吸熱反應,升高温度,平衡向吸熱的正反應方向移動,反應物的轉化率增大,所以曲線b是323K時的反應曲線,由圖像可知此時反應物的平衡轉化率為21%;
(3)根據圖像可知:在343K時,前200min內SiHCl3的轉化率是22%,在反應開始時加入2mol SiHCl3,容器的容積是1L,則反應速率υ(SiHCl3)==0.0022mol/(L·min),根據方程式可知υ(SiCl4):υ(SiHCl3)=1:2,所以υ(SiCl4)= 0.0011mol/(L·min);
(4)a、b兩點物質的轉化率相同,物質的濃度相等,由於温度a>b,温度越高,反應速率越快,所以a、b兩處反應速率大小:>;
(5)在343K條件下,要縮短反應達到平衡的時間,反應速率就要加快,同時要增大平衡時SiH2Cl2(g)的濃度,可採取的措施是隻能是增大壓強。
【點睛】本題考查了反應熱計算、化學平衡圖像分析、化學反應速率的計算、影響因素的判斷等知識。掌握化學反應速率理論、化學基本概念和化學平衡理論是解題關鍵。
知識點:化學反應速率 化學平衡
題型:填空題