Question

一定條件下，體積為1L的密閉容器中存在如下反應(yīng)：
SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ/mol
（1）下列各項(xiàng)中能說明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是

bcd

（填序號(hào)）．
a．υ（SiF₄）消耗=υ（HF）生成            b．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化
c．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化            d．HF體積分?jǐn)?shù)不再變化
（2）反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表（表中t₂＞t₁）：

反應(yīng)時(shí)間/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
0	1.20	2.40
t1	0.80	a
t2	b	1.60

通過a或b的值及化學(xué)平衡原理說明t₁時(shí)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)：

a=1.6，說明在一定條件下，t_1～t₂時(shí)各組分的濃度（或物質(zhì)的量）均已不再發(fā)生改變，所以t₁時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

．
（3）若只改變一個(gè)條件使上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)變大，該反應(yīng)

ade

（填序號(hào)）．
a．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)          b．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
c．一定是減小壓強(qiáng)造成的          d．一定是升高溫度造成的
e．SiF₄的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大
（4）反應(yīng)進(jìn)行2min時(shí)，容器內(nèi)氣體的密度減小了0.03g/L，則這2min內(nèi)υ（HF）=

0.001

mol/（L?min）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，注意選擇的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變，說明到達(dá)平衡；
（2）根據(jù)t₁時(shí)△n（SiF₄）計(jì)算t₁時(shí)△n（H₂O），進(jìn)而計(jì)算a的值，與t₂時(shí)水的物質(zhì)的量比較，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，應(yīng)采取升高溫度，據(jù)此分析；
（4）由于生成固體，氣體的密度減小，根據(jù)m=ρV計(jì)算氣體減少的質(zhì)量，即為生成二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算生成的二氧化硅的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算生成的HF的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（HF）．

解答：解：（1）a．υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反應(yīng)速率，且比例關(guān)系不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng)由固體生成，隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的總質(zhì)量減小，容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故c正確；
d．平衡時(shí)，各組分的含量不變，HF體積分?jǐn)?shù)不再變化，說明到達(dá)平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：bcd；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，t₁時(shí)△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根據(jù)方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故a=2.4mol-0.8mol=1.6mol，說明在一定條件下，t_1～t₂時(shí)各組分的濃度（或物質(zhì)的量）均已不再發(fā)生改變，所以t₁時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，
故答案為：a=1.6，說明在一定條件下，t_1～t₂時(shí)各組分的濃度（或物質(zhì)的量）均已不再發(fā)生改變，所以t₁時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；
（3）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，應(yīng)采取升高溫度，SiF₄的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大，改變壓強(qiáng)不影響平衡常數(shù)，故ade正確、bc錯(cuò)誤，
故答案為：ade；
（4）反應(yīng)進(jìn)行2min時(shí)，容器內(nèi)氣體的密度減小了0.03g/L，故生成二氧化硅的質(zhì)量為0.03g/L×1L=0.03g，二氧化硅的物質(zhì)的量為

0.03g

60g/mol

=5×10^-4mol，根據(jù)方程式可知生成的HF的物質(zhì)的量為5×10^-4mol×4=2×10^-3mol，故v（HF）=

2×10-3mol 1L

2min

=0.001mol/（L?min），
故答案為：0.001．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算等，難度中等，注意理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，選擇的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變，說明到達(dá)平衡．