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  • 高纯硅是当今科技的核心材料．工业上，用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4（g）+2H2（g）高温Si（s）+4HCl（g）．已知SiCl4可完全水解生成硅酸和盐酸．向容积为1L的密闭容器中充入一定量的SiCl4（g）和H2（g），分别在T1和T2温度时进行反应．SiCl4的物质的量随时间变化情况如下表所示： 时间/min 0 2 4 t1 t2 n（SiCl4）/mol 温度/℃ T1 5.0 4.5 4.2 n1 n1 T2 5.0 4.2 3.6 n2 n2 （1）T1时，反应开始的2min内，用HCl表示的反应速率为 ．（2）该反应的平衡常数表达式为：K= ．（3）保持其他条件不变，下列措施可提高SiCl4转化率的是 ．a．充入更多的SiCl4（g） b．充入更多的H2（g） c．及时分离出Si（s）d．使用催化剂 e．将容器的体积扩大一倍（4）据上表中的数据分析：T1 T2（填“＞”或“＜”，下同），理由是 ．已知n1＞n2，△H 0．（5）有同学认为，采用水淋法来吸收生成的HCl，可以提高SiCl4的转化率．该认识 （填“合理”或“不合理”），理由是 ．（6）将平衡后的混合气体溶于水，取少量上层清液，向其中滴加足量的AgNO3溶液，反应后过滤，取沉淀向其中加入Na2S溶液，可观察到 ．试题及答案-填空题-云返教育

      • 试题详情

      高纯硅是当今科技的核心材料．工业上，用氢气还原四氯化硅制得高纯硅的反应为SiCl4（g）+2H2（g）高温Si（s）+4HCl（g）．已知SiCl4可完全水解生成硅酸和盐酸．向容积为1L的密闭容器中充入一定量的SiCl4（g）和H2（g），分别在T1和T2温度时进行反应．SiCl4的物质的量随时间变化情况如下表所示：
      时间/min 0 2 4 t1 t2
      n（SiCl4）/mol
      温度/℃
      T1 5.0 4.5 4.2 n1 n1
      T2 5.0 4.2 3.6 n2 n2
      （1）T1时，反应开始的2min内，用HCl表示的反应速率为          ．
      （2）该反应的平衡常数表达式为：K=                ．
      （3）保持其他条件不变，下列措施可提高SiCl      4转化率的是          ．
      a．充入更多的SiCl      4（g） b．充入更多的H2（g） c．及时分离出Si（s）
      d．使用催化剂 e．将容器的体积扩大一倍
      （4）据上表中的数据分析：T      1          T2（填“＞”或“＜”，下同），理由是          ．
      已知n      1＞n2，△H          0．
      （5）有同学认为，采用水淋法来吸收生成的HCl，可以提高SiCl      4的转化率．该认识          （填“合理”或“不合理”），理由是          ．
      （6）将平衡后的混合气体溶于水，取少量上层清液，向其中滴加足量的AgNO      3溶液，反应后过滤，取沉淀向其中加入Na2S溶液，可观察到          ．

      试题解答

      1.0 mol/（L?min）:
      C4(HCl)
      C(SiCl4)C2(H2)
      :be:＜:T2时反应速率快:＞:不合理:SiCl4遇水完全水解生成硅酸和盐酸:白色沉淀转化为黑色沉淀
      解：（1）T1时，反应开始的2min内，SiCl4的物质的量减少0.5mol，变化的物质的量之比等于化学计量数之比，所以生成氯化氢的物质的量为2mol，用HCl表示的反应速率为
      2mol
      1L
      2S
      =1.0 mol/（L?min）；
      故答案为：1.0 mol/（L?min）；
      （2）平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，由于Si为固体，则平衡常数为
      C4(HCl)
      C(SiCl4)C2(H2)
      ，
      故答案为：
      C4(HCl)
      C(SiCl4)C2(H2)
      ；
      （3）a．充入更多的SiCl      4（g），SiCl4（g）的浓度增大，平衡正向移动，氢气的转化率升高，但SiCl4（g）的转化率降低，故a错误；
      b．充入更多的H      2（g），H2（g）的浓度增大，平衡正向移动，SiCl4（g）的转化率升高，但H2（g）的转化率降低，故b正确；
      c．及时分离出Si（s），由于硅是固体，浓度不变，平衡不移动，SiCl      4（g）的转化率不变，故c错误；
      d．使用催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，SiCl      4（g）的转化率不变，故c错误；
      e．将容器的体积扩大一倍，即减小压强，平衡平衡正向移动，SiCl      4（g）的转化率升高，故e正确；
      故答案为：be；
      （4）由表格可知，T      2时速率快，则T1＜T2，
      由表格可知，在t      1、t2时刻反应都到达平衡，n1＞n2，说明温度越高，平衡正向移动，即△H＞0，
      故答案为：＜；T      2时反应速率快；＞；
      （5）SiCl      4遇水完全水解生成硅酸和盐酸，所以不能采用水淋法来吸收生成的HCl，提高SiCl4的转化率；
      故答案为：不合理；SiCl      4遇水完全水解生成硅酸和盐酸；
      （6）因氯化银的溶解度大于硫化银的溶解度，所以白色的氯化银沉淀可以转化为黑色的硫化银沉淀；
      故答案为：白色沉淀可以转化为黑色沉淀；
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