Question

【题目】（1）对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343 K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343 K＝________(保留2位小数)。

②在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。

③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的v正/v逆＝________(保留1位小数)。

（2）不同温度下水的离子积常数如表所示：

t/℃	0	10	20	25	40	50	100
Kw/10-14	0.114	0.292	0.681	1.01	2.92	5.47	55.0

①请用文字解释随温度升高水的离子积增大的原因_______________；

②10℃时纯水的电离平衡常数为_________；计算100℃时纯水中电离产生的氢离子浓度为__________________。

Answer 1

【答案】22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强(浓度) 大于 1.3 水电离吸热，升高温度电离平衡正移 5.3×10-17 7.4×10-7mol/L

【解析】

（1）①由于反应为吸热反应，升高温度，平衡右移；由反应的平衡常数K= c(SiH2Cl2)c(SiCl4)/c2(SiHCl3)计算；

②因该反应为气体体积不变的吸热反应，减小生成物浓度，平衡右移；增大反应物浓度或增大压强、使用合适的催化剂等措施能加快反应速率，缩短达到平衡的时间；

③反应温度越高，化学反应速率越快；由K=K正/K逆=0.02，再由a点SiHCl3转化率为20%计算各物质的物质的量分数，最后由公式计算v正/v逆；

（2）①水的电离是吸热反应，升高温度促进电离；

②一定温度下，纯水的电离平衡常数Ka=Kw/55.6mol/L，纯水中电离产生的氢离子浓度c(H+)=。

（1）①由于反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，SiHCl3转化率增大，则a为343K时的转化率曲线，b为323K时的转化率曲线，由图可知343K时，SiHCl3转化率为22%；若起始SiHCl3的浓度为x，则平衡时SiHCl3的浓度为0.78x，SiH2Cl2和SiCl4的浓度均为0.11x，故反应的平衡常数K= c(SiH2Cl2)c(SiCl4)/c2(SiHCl3)=（0.11x）×（0.11x）/(0.78x)2≈0.02，故答案为：22；0.02；

②因该反应为气体体积不变的吸热反应，若在343K下，提高SiHCl3转化率的措施为及时移去产物减小生成物的浓度；缩短达到平衡的时间，可以采取增大反应物浓度、增大压强、使用合适的催化剂等措施，故答案为：及时移去产物；增大反应物浓度或增大压强；使用合适的催化剂；

③a点的反应温度高于b点，温度越高反应速率越快，a点的反应速率相大于b点；由化学平衡常数可知，K正/K逆=0.02，由a点SiHCl3转化率为20%，可得SiHCl3、SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分别为0.8x、0.1x和0.1x，物质的量分数分别为80%、10%和10%，则v正/v逆=0.02× 64≈1.3，故答案为：大于；1.3；

（2）①水的电离是吸热反应，升高温度促进电离，所以水的离子积常数随着温度的升高而增大，故答案为：水电离吸热，升高温度后平衡正向移动；

②1L水的物质的量=1000g/18g/mol=55.6mol，10℃时纯水的电离平衡常数Ka=Kw/55.6mol/L

=(0.292×10-14)/55.6=5.3×10-17；100℃时纯水中电离产生的氢离子浓度c(H+)===7.4×10-7mol/L，故答案为：5.3×10-17；7.4×10-7mol/L。