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在常溫常壓下為易揮發的無色透明液體，遇水氣時發煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應的化學方程式___。

(2)SiHCl3在催化劑作用下發生反應：

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

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

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

(3)對于反應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SiHCl3的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。

①343K時反應的平衡轉化率α=___%。

②比較a、b處反應速率大小：va___vb(填“大于”“小于”或“等于”)。

Answer 1

【答案】2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl +114 22 大于

【解析】

該反應為非氧化還原反應，由原子守恒進行配平即可；根據蓋斯定律，書寫熱化學方程式；依據圖像可以看出343K時反應的平衡轉化率，從影響速率條件進行分析。

(1)由題中信息可知，SiHCl3在常溫常壓下為易揮發的無色透明液體，遇水氣時發煙生成(HSiO)2O，該反應為非氧化還原反應，由原子數目守恒進行配平，方程式為2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl，故答案為：2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl；

(2)SiHCl3在催化劑作用下發生反應：

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

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

把第一個反應乘以3后和第二個反應相加，即可得反應4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)，由蓋斯定律可得其ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(30 kJ·mol-1)=+144kJ·mol-1，故答案為：+144；

(3)①溫度越高，反應速率越快，越先達到平衡，所以圖像中a點所在的曲線溫度高，即為343K下的曲線，從曲線可以看出，平衡時SiHCl3的轉化率為22%，故答案為：22；

②a、b兩處反應物的轉化率相等，所以各物質的濃度相等，而a處溫度高于b處溫度，溫度越高，反應速率越快，所以反應速率：va大于vb，故答案為：大于。