Question

【題目】常見的電子氣體有BCl3、N2O、SiH4及SiHCl3等�；卮鹣铝袉栴}：

(1)氣體B2H6與氯氣混合可生成氣態(tài)BCl3，每生成1.0 g BCl3放出5.9 kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______。

(2)25℃時(shí)反應(yīng) S(s) +H2(g)H2S(g) Kp1=6.0×105

Si(s)+2H2(g)SiH4(g) Kp2=7.8×106

則反應(yīng) Si(s)+2H2S(g)SiH4(g)+2S(s) Kp=_____(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，下同)。

(3)多晶硅制中發(fā)生一系列反應(yīng)：

(I)4SiHCl3(g)Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g) △H1=a kJ /mol

(II)SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) △H2=b kJ/mo1

(III)SiCl2(g)+H2(g)Si(s)+2HCl(g) △H3=c kJ/mo1

①反應(yīng)SiHCl3 (g)SiCl2 (g) +HCl (g) △H=____kJ/mo1 (用含a、b、c的代數(shù)式表示)

②反應(yīng)(I)(II)(III)的Kp與溫度的關(guān)系如下圖

屬于吸熱反應(yīng)的是_________(填I、II或III)；圖中M點(diǎn)分壓間滿足關(guān)系：p(SiCl4)=______(用相關(guān)物質(zhì)的分壓p表示)。

(4)一種制取N2O的方法為 O2NNH2(aq)→N2O(g)+H2O(1)，該反應(yīng)的歷程如下：

(I)O2NNH2(aq)O2NNH-(aq) +H+(aq) (快速平衡)

(II)O2NNH-(aq) N2O(g) +OH-(aq) (慢)

(III)H+(aq)+OH-(aq) H2O(1) (快)

①活化能最大的反應(yīng)步驟是_________(填I、II或III)。

②已知反應(yīng)(I)的速率方程v(正)=k1c(O2NNH2)，v(逆)=k -1 c(O2NNH-)c(H+)，(k1、k -1分別為正逆反應(yīng)速率常數(shù)，反應(yīng)(I)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)K=__________(用k1、k -1表示)。

③已知總反應(yīng)速率方程為v=K ，反應(yīng)(II)的v(正)=k2c(O2NNH-)，則K=________ (用k1、k -1、k2、k3表示)

Answer 1

【答案】B2H6(g)+6Cl2(g)=2BCl3(g)+6HCl(g) △H=-1386.5 kJmol-1 2.1710-5 a+3b-c I和II II

【解析】

(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用熱化學(xué)方程式表示的意義，書寫該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

(2)將已知的熱化學(xué)方程式疊加可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，根據(jù)平衡常數(shù)的含義可得疊加反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)；

(3)①根據(jù)蓋斯定律將已知熱化學(xué)方程式疊加，可得待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式；

②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)與溫度關(guān)系判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)；M點(diǎn)是反應(yīng)II、III的交點(diǎn)，兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相等，整理可得其數(shù)值；

(4)①反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)越難進(jìn)行，反應(yīng)速率越慢；

②根據(jù)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等計(jì)算該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)；

③將反應(yīng)(I)的速率方程v(正)=k1c(O2NNH2)，v(逆)=k -1 c(O2NNH-)c(H+)，及總反應(yīng)速率方程為v=K進(jìn)行整理，可得K的表達(dá)式。

(1)B2H6與Cl2發(fā)生取代反應(yīng)產(chǎn)生BCl3和HCl，每反應(yīng)產(chǎn)生1.0 g BCl3放出5.9 kJ的熱量，則反應(yīng)產(chǎn)生2 mol BCl3放出熱量Q=2 mol×111.5 g/mol×5.9 kJ/mol=1386.5 kJ，所以氣體B2H6與氯氣混合生成氣態(tài)BCl3的熱化學(xué)方程式為：B2H6(g)+6Cl2(g)=2BCl3(g)+6HCl(g) △H=-1386.5 kJmol-1；

(3)①S(s) +H2(g)H2S(g)Kp1==6.0×105，

②Si(s)+2H2(g)SiH4(g)Kp2==7.8×106，

根據(jù)蓋斯定律，將②-①×2，整理可得反應(yīng)Si(s)+2H2S(g)SiH4(g)+2S(s)，K==2.1710-5；

(3)①(I)4SiHCl3(g)Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g)△H1=a kJ /mol

(II)SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)△H2=b kJ/mo1

(III)SiCl2(g)+H2(g)Si(s)+2HCl(g)△H3=c kJ/mo1

(I)+3×(II)- (III)，整理可得：SiHCl3 (g)SiCl2 (g) +HCl (g) △H=(a+3b-c) kJ/mol；

②根據(jù)圖象可知：溫度升高，I、II的平衡常數(shù)增大，說明升高溫度，反應(yīng)I、II的化學(xué)平衡正向移動(dòng)，而升高溫度，反應(yīng)III的化學(xué)平衡常數(shù)減小，說明升高溫度反應(yīng)III的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)。根據(jù)平衡移動(dòng)原理：升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以反應(yīng)I、II的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，而反應(yīng)III的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；對于SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)化學(xué)平衡常數(shù)Kp(II)=；對于反應(yīng)III，化學(xué)平衡常數(shù)Kp(III)=，由于M點(diǎn)是兩個(gè)反應(yīng)交點(diǎn)，此時(shí)Kp(II)=Kp(III)，所以p(SiCl4)=

(4)①由于反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)需消耗能量就越多，反應(yīng)越難進(jìn)行，化學(xué)反應(yīng)速率就越慢。根據(jù)已知條件可知反應(yīng)(II)化學(xué)反應(yīng)速率最慢，所以活化能最大的反應(yīng)步驟是II；

②對于反應(yīng)(I)O2NNH2(aq)O2NNH-(aq) +H+(aq)，化學(xué)平衡常數(shù)K=，由于v(正)=k1c(O2NNH2)，v(逆)=k -1 c(O2NNH-)c(H+)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v(正)=v(逆)，所以k1c(O2NNH2)=k -1 c(O2NNH-)c(H+)，則K= ；

③總反應(yīng)速率方程為v=K，由于反應(yīng)(I)v(正)=k1c(O2NNH2)，v(逆)=k -1 c(O2NNH-)c(H+)，反應(yīng)(II)v(正)=k2c(O2NNH-)，所以=K，故K=。