Question

然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响．地壳内每加深1km，压强增大约25000～30000kPa．在地壳SiO₂ 和HF存在以下平衡：SiO₂ （s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g），△H=-148.9kJ/mol，根据题意完成下列填空：
（1）在地壳深处容易有

SiF₄、H₂O

 气体逸出，在地壳浅处容易有

SiO₂

沉积
（2）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，

bc

（选填编号）．
a．2v_正（HF）=v_逆（H₂O）          b．混合气体的密度保持不变
c．SiO₂的质量保持不变      d．反应物不再转化为生成物
（3）如果述反应的平衡常数K值变大，该反应

ad

（选填编号）．
a．一定向正反应方向移动     b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动      d．在平衡移动时反应速率先减小后增大
（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0min，容器内气体的密度增大了0.12g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为

0.0010mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）根据反应SiO₂ （s）+4HF（g）?Si₄（g）+2H₂O（g）进行分析；
（2）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行判断；
（3）根据平衡常数的表达式进行分析；
（4）根据质量差及反应方程式进行计算．

解答：解：（1）SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ该反应为正反应体积减小的反应，增大压强，平衡向右移动，有SiF₄（g）逸出，H₂O（g）凝结为水，减小压强有SiO₂（s）沉淀析出；故在地壳深处容易有SiF₄、H₂O 气体逸出，在地壳浅处容易有 SiO₂沉积，
故答案为：SiF₄、H₂O；SiO₂；
（2）建立平衡的标志有两个：正反应速率═逆反应速率、各物质的浓度保持不变；v_正（HF）=2v_逆（H₂O）、v（H₂O）=2v（SiF₄）、混合气体的密度保持不变均达到平衡，所以b、c正确；
故选bc；
（3）化学平衡常数只随温度的变化而变化，该反应为放热反应，平衡常数K值变大说明温度降低平衡右移，温度降低反应速率减小，平衡右移逆反应速率增大，所以a、d正确，
故选ad；
（4）由容积为2.0L，反应时间8.0min，容器内气体的密度增大了0.12g/L，
则增加的质量为2.0L×0.12g/L=0.24g，由反应及元素守恒可知，每4molHF反应气体质量增加28+16×2=60g，
设参加反应的HF的物质量为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）
故答案为：0.0010mol/（L?min）．

点评：化学反应速率和化学平衡是化学基本理论的核心知识，是年年必考的内容，特别是有关化学反应速率和化学平衡的计算及影响因素、化学平衡常数的表达式及其计算是高考的重点．