SiCl4在室温下为无色液体,易挥发,有强烈的刺激性。把SiCl4先转化为SiHCl3,再经氢气还原生成高纯硅。一定条件下,在20L恒容密闭容器中发生SiCl4转化为SiHCl3 的反应:3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH=Q kJ·mol-1。2 min后达到平衡,H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1。
(1)从反应开始到平衡,v(SiCl4)= 。
(2)该反应的平衡常数表达式为K= ,温度升高,K值增大,则Q 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),当反应再次达到平衡时,与原平衡相比较,H2的体积分数将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)原容器中,通入H2的体积(标准状况下)为 。
(5)平衡后,将容器的体积缩为10 L,再次达到平衡时,
H2的物质的量浓度范围为 。
【知识点】化学反应速率、化学平衡的移动 G1 G2 G5
【答案解析】
(1)0.075 mol·L-1·min-1 (2) ;> (3)减小 (4)89.6 L
(5)0.1 mol·L-1<c(H2)<0.2 mol·L-1
解析:(1)根据同一反应的同一速率,速率比等于方程式的系数比:v(SiCl4)=3/4v(SiCl3)=mol·L-1·min-1
(2)利用平衡常数的定义写出,注意反应物中硅为固体。温度升高,K值增大,说明平衡正向移动,正方向是吸热的,Q>0。
(3)平衡后再向容器中充入与起始时等量的SiCl4和H2(假设Si足量),相当于加压,由于加压平衡正向移动,所以当反应再次达到平衡时,与原平衡相比较,H2的体积分数将减小。
(4)平衡,H2与SiHCl3的物质的量浓度分别为0.1 mol·L-1和0.2 mol·L-1,根据方程式知氢气的浓度减小了0.2 mol·L-1÷2=0.1 mol·L-1,所以开始氢气的浓度为0.1mol·L-1+0.1mol·L-1=0.2mol·L-1,原容器中,通入H2的体积(标准状况下)为:0.2mol·L-1×20L×22.4L/mol=89.6 L
平衡后,将容器的体积缩为10 L,再次达到平衡时,
(5)平衡后,将容器的体积缩为10 L,假设平衡不移动c(H2)=0.2 mol·L-1,但由于加压平衡右移c(H2)<0.2 mol·L-1,根据勒夏特列原理c(H2)>0.1mol·L-1
所以H2的物质的量浓度范围为0.1 mol·L-1<c(H2)<0.2 mol·L-1
【思路点拨】本题考查化学反应速率、化学平衡的移动,计算式要认真,关键是理解平衡移动原理。
科目:高中化学 来源: 题型:
甲醇是一种可再生燃料。在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示。
(1)该反应的△H 0 (填>、<或=)
(2)300℃时,0-t1 min内 CH3OH的平均生成速率为
(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有_________ 。(填字母)
A.缩小容器体积 B.降低温度
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.甲醇从混合体系中分离出来
(4)300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,试计算300℃下,该反应的平衡常数(写出计算过程,保留两位有效数字)
(5)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
一定温度下,反应N2(g)+O2(g)==2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是
A.降低体系温度 B.恒容,充入N2
C.恒容,充入He D.恒压,充入He
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科目:高中化学 来源: 题型:
某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B,一定温度下发生反应:A(g)+x B(g) 2 C(g)达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的如下图所示。下列说法中正确是:
A.30min时降低温度,40min时升高温度
B.30min时,向容器内再充入一定量的C,重新达到平衡时,A的体积分数不变
C.反应方程式中的x=1,正反应为吸热反应
D.8min前,C的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
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科目:高中化学 来源: 题型:
某温度下在容积为 2L 的密闭容器中,发生反应 2X(g) + Y(g) 2W(g);△H<0,当充入 2 mol X 和 1 mol Y,经20 s达到平衡时生成了 0.4 molW。下列说法正确的是()
①升高温度,W 的体积分数减小,△H 增大
②以 Y 的浓度变化表示的反应速率为 0.01 mol/(L·s)
③在其它条件不变的情况下,增加 1 mol X ,则 X 和 Y 的转化率均提高
④增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小,则平衡向正反应方向移动
⑤再向容器中通入 2 mol X 和 1 mol Y,达到平衡时,X、Y 的转化率均增大。
A、①⑤ B、⑤ C、②③④ D、④⑤
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科目:高中化学 来源: 题型:
从食品店购买的蔗糖配成溶液,做银镜反应实验,往往能得到银镜。产生这一现象的原因是( )
A.蔗糖本身有还原性
B.蔗糖被还原
C.实验过程中蔗糖发生水解
D.在生产和贮存过程中蔗糖有部分水解
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科目:高中化学 来源: 题型:
可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系式中能说明反应已达到平衡状态的是( )
A.av正(A)=bv正(B) B.bv正(A)=av逆(B)
C.av正(C)=cv正(A) D.av正(A)=bv逆(B)
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