题目内容

16．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25 000～30000kPa．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SiF4、H2O气体逸出，在地壳浅处容易有SiO2沉积．
（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应a、d（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，bc（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，反应时间为8.0min，容器内气体的密度增大了0.12g•L-1，在这段时间内HF的平均反应速率为0.0010mol/（L•min）．

分析 （1）根据反应SiO2（s）+4HF（g）?Si4（g）+2H2O（g）进行分析；
（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；
（3）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；
（4）根据反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比解题．

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）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）当反应达到平衡时，正反应速率=逆反应速率且各物质的浓度保持不变；
a、根据反应速率之比等于系数之比可以得出，v正（HF）=2v正（H2O），当反应达到平衡时，v正（H2O）=v逆（H2O），因此v正（HF）=2v逆（H2O），因此a错误；
b、根据反应速率之比等于系数之比可以得出，不管反应有没有达到平衡，均有v正（H2O）=2v正（SiF4），v逆（H2O）=2v逆（SiF4），当反应达到平衡时，v正（H2O）=v逆（H2O），v正（SiF4）=v逆（SiF4），即v正（H2O）=2v逆（SiF4）或v逆（H2O）=2v正（SiF4），因此不管反应有没有达到平衡，v（H2O）=2v（SiF4）均成立，故b正确；
c、SiO2的质量保持不变说明反应已经达到平衡，故c正确；
d、反应达到平衡时正逆反应仍然都在进行，反应物和生成物在互相转化，只是速率相等，故d错误；
故选：bc．
（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   
$\frac{4mol}{x}$=$\frac{60}{0.24}$，解得x=0.016mol，
v（HF）=$\frac{\frac{0.016}{2}}{8}$═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．

练习册系列答案
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