Question

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(nèi)每加深1km，壓強(qiáng)增大約25000～30000kPa．在地殼SiO₂ 和HF存在以下平衡：SiO₂ （s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g），△H=-148.9kJ/mol，根據(jù)題意完成下列填空：
（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(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，

bc

（選填編號(hào)）．
a．2v_正（HF）=v_逆（H₂O）          b．混合氣體的密度保持不變
c．SiO₂的質(zhì)量保持不變      d．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物
（3）如果述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)

ad

（選填編號(hào)）．
a．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)     b．在平衡移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速率先增大后減小
c．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)      d．在平衡移動(dòng)時(shí)反應(yīng)速率先減小后增大
（4）若反應(yīng)的容器容積為2.0L，反應(yīng)時(shí)間8.0min，容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L，在這段時(shí)間內(nèi)HF的平均反應(yīng)速率為

0.0010mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)SiO₂ （s）+4HF（g）?Si₄（g）+2H₂O（g）進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)達(dá)到平衡狀態(tài)，各組分濃度不變，正逆反應(yīng)速率相等進(jìn)行判斷；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)質(zhì)量差及反應(yīng)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ該反應(yīng)為正反應(yīng)體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，有SiF₄（g）逸出，H₂O（g）凝結(jié)為水，減小壓強(qiáng)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(biāo)志有兩個(gè)：正反應(yīng)速率═逆反應(yīng)速率、各物質(zhì)的濃度保持不變；v_正（HF）=2v_逆（H₂O）、v（H₂O）=2v（SiF₄）、混合氣體的密度保持不變均達(dá)到平衡，所以b、c正確；
故選bc；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)K值變大說明溫度降低平衡右移，溫度降低反應(yīng)速率減小，平衡右移逆反應(yīng)速率增大，所以a、d正確，
故選ad；
（4）由容積為2.0L，反應(yīng)時(shí)間8.0min，容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L，
則增加的質(zhì)量為2.0L×0.12g/L=0.24g，由反應(yīng)及元素守恒可知，每4molHF反應(yīng)氣體質(zhì)量增加28+16×2=60g，
設(shè)參加反應(yīng)的HF的物質(zhì)量為x，
SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）△m
          4mol     1mol      2mol              60g
           x                                  0.24g

4mol

x

，解得x=0.016mol，
v（HF）=

△C

△t

=

0.016mol

2L?8.0min

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

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是化學(xué)基本理論的核心知識(shí)，是年年必考的內(nèi)容，特別是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計(jì)算及影響因素、化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式及其計(jì)算是高考的重點(diǎn)．