向1L恒容密闭容器中充入2molSiHCl3,采用大孔弱碱**离子交换树脂催化剂,在323K和343K时发生反...
问题详情:
向1L恒容密闭容器中充入2mol SiHCl3,采用大孔弱碱**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______________________。
【回答】
【*】 (1). +111.1kJ/mol (2). 21% (3). 0.0011mol/(L·min) (4). > (5). 增大压强
【解析】
【分析】
(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。
【详解】(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。
【点睛】本题考查了反应热计算、化学平衡图像分析、化学反应速率的计算、影响因素的判断等知识。掌握化学反应速率理论、化学基本概念和化学平衡理论是解题关键。
知识点:化学反应速率 化学平衡
题型:填空题
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