Question

【题目】自然界的矿物、岩石的成因和变化受多种条件的影响。地壳内每加深1,压强增大约25000~30000KPa，温度升高25—30摄氏度。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）该反应的△H________0，在地壳深处容易有____________气体逸出，已知此处温度较高，则该反应为 _____________反应（填“自发”，“非自发”，“无法确定”）

（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应__________(填编号)。

A.一定向正反应方向移动

B.正逆反应速率一定加快

C.平衡移动过程为：正反应速率先增大后减小

D.平衡移动过程为：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，当反应已经达到平衡时，下列成立的是_______ (填编号)。

a.2 v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

【答案】< SiF4和H2O 非自发 AD bc 0.001mol·L-1·min-1

【解析】

（1）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）和H2O（g）逸出；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；

（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）达到平衡时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比；

（4）根据v（HF）=C/t计算。

（1）由SiO2（s）+4HF（g）SiF4（g）+2H2O（g）+148.9kJ可知，该反应为放热反应，故△H＜0；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）和H2O（g）逸出；减小压强有SiO2（s）沉淀析出；故在地壳深处压强很高，故容易有SiF4、H2O气体逸出；在较高温度下，ΔG=ΔH－TΔS＞0，反应不能自发进行；根据故答案为：＜，SiF4、H2O，非自发。

（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，平衡右移过程中正反应速率减小、逆反应速率增大，故A、D正确，故答案为：AD。

（3）达到平衡时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比，v(H2O) =2v(SiF4)，各物质的量保持不变，但反应仍在进行，综上所述，b，c正确，故答案为：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

4mol / x =60g/0.24g，解得x=0.016mol，

v（HF）=C/t=0.016mol/2L×8.0min=0.0010mol/（Lmin）

故答案为：0.0010mol/（Lmin）。