Question

自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響．地殼內每加深1km，壓強增大約25000～30000kPa．在地殼內SiO₂和HF存在以下平衡：SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）△H=-148.9kJ/mol．
（1）在地殼深處容易有

SiF₄、H₂O

氣體逸出，在地殼淺處容易有

SiO₂

沉積．
（2）如果上述反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當達到平衡時，下列說法正確的是

c

a．2v_正（HF）=v_逆（H₂O）        b．v（H₂O）=2v（SiF₄）
c．SiO₂的質量保持不變      d．反應物不再轉化為生成物
（3）若反應的容器容積為2.0L，反應時間8.0min，容器內氣體的密度增大了0.12g/L，在這段時間內HF的平均反應速率為

0.0010mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）根據反應SiO₂（s）+4HF（g）?Si₄（g）+2H₂O（g）進行分析；
（2）根據達到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應速率相等進行判斷；
（3）根據質量差及反應方程式進行計算．

解答：解：（1）SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ該反應為正反應體積減小的反應，增大壓強，平衡向右移動，有SiF₄（g）逸出，H₂O（g）凝結為水，減小壓強有SiO₂（s）沉淀析出；故在地殼深處容易有SiF₄、H₂O 氣體逸出，在地殼淺處容易有 SiO₂沉積，
故答案為：SiF₄、H₂O；SiO₂；
（2）建立平衡的標志有兩個：正反應速率═逆反應速率、各物質的濃度保持不變；v_正（HF）=2v_逆（H₂O）、v（H₂O）_正=2v（SiF₄）_逆、混合氣體的密度保持不變，各組分的質量保持不變均達到平衡，所以c正確；
故選：c；
（3）由容積為2.0L，反應時間8.0min，容器內氣體的密度增大了0.12g/L，
則增加的質量為2.0L×0.12g/L=0.24g，由反應及元素守恒可知，每4molHF反應氣體質量增加28+16×2=60g，
設參加反應的HF的物質量為x，
SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）△m
          4mol     1mol      2mol              60g
           x                                  0.24g

4mol

x

=

60g

0.24g

，解得x=0.016mol，
v（HF）=

0.016mol

2L       8.0min

═0.0010mol/（L?min）
故答案為：0.0010mol/（L?min）．

點評：本題考查化學反應速率和化學平衡是化學基本理論的核心知識，特別是有關化學反應速率和化學平衡的計算及影響因素、化學平衡常數的表達式及其計算是高考的重點．