Question

然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響．地殼內每加深1km，壓強增大約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）如果上述反應在體積不變的密閉容器中發生，當反應達到平衡時，

bc

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

ad

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

0.0010mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）根據反應SiO₂ （s）+4HF（g）?Si₄（g）+2H₂O（g）進行分析；
（2）根據達到平衡狀態，各組分濃度不變，正逆反應速率相等進行判斷；
（3）根據平衡常數的表達式進行分析；
（4）根據質量差及反應方程式進行計算．

解答：解：（1）SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ該反應為正反應體積減小的反應，增大壓強，平衡向右移動，有SiF₄（g）逸出，H₂O（g）凝結為水，減小壓強有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）建立平衡的標志有兩個：正反應速率═逆反應速率、各物質的濃度保持不變；v_正（HF）=2v_逆（H₂O）、v（H₂O）=2v（SiF₄）、混合氣體的密度保持不變均達到平衡，所以b、c正確；
故選bc；
（3）化學平衡常數只隨溫度的變化而變化，該反應為放熱反應，平衡常數K值變大說明溫度降低平衡右移，溫度降低反應速率減小，平衡右移逆反應速率增大，所以a、d正確，
故選ad；
（4）由容積為2.0L，反應時間8.0min，容器內氣體的密度增大了0.12g/L，
則增加的質量為2.0L×0.12g/L=0.24g，由反應及元素守恒可知，每4molHF反應氣體質量增加28+16×2=60g，
設參加反應的HF的物質量為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）．

點評：化學反應速率和化學平衡是化學基本理論的核心知識，是年年必考的內容，特別是有關化學反應速率和化學平衡的計算及影響因素、化學平衡常數的表達式及其計算是高考的重點．