Question

自然界的矿物、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．在地壳内SiO₂和HF存在以下平衡：SiO₂（s）+4HF（g）

SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ
根据题意完成下列填空：
（1）在地壳深处容易有______气体逸出，在地壳浅处容易有______沉积．
（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应______（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．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
（3）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，______（选填编号）．
a．2v_正（HF）=v_逆（H₂O）        b．v（H₂O）=2v（SiF₄）
c．SiO₂的质量保持不变      d．反应物不再转化为生成物
（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______．

Answer 1

（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．
（2）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，故a、d正确；
（3）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）、SiO₂的质量保持不变均达到平衡；故b、c正确；
（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

=

60g

0.24g

，解得x=0.016mol，
v（HF）=

△C

△t

=

0.016mol

2L?8.0min

=0.0010mol/（L?min）
故答案为：（1）SiF₄、H₂O；SiO₂；（2）a、d；（3）b、c；（4）0.0010mol/（L?min）．