Question

一定条件下，在2L的恒容密闭容器中发生如下反应：
SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ?mol^-1．
（1）下列各项中能说明该反应已达化学平衡状态的是

 

（填序号）．
A．v_消耗（SiF₄）=4v_生成（HF）               B．容器内气体压强不再变化
C．容器内气体的总质量不再变化              D．HF的体积分数不再变化
（2）反应过程中测定的数据如表（表中t₂＞t₁）所示．

反应时间/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
0	1.2	2.4
t1	0.8
t2		1.6

t₁时该反应是否已达到化学平衡状态

 

（填“是”或“否”），此时反应吸收的热量为

 

kJ．
（3）若t₂时为化学平衡状态，该反应时的平衡常数为

 

．若其它条件不变，从逆反应开始，达到相同的平衡状态，则初始应加入

 

 mol HF（g）和至少

 

 mol SiO₂（s）．
（4）若只改变一个条件使上述反应的平衡常数增大，下列说法中正确的是

 

（填序号）．
A．一定向正反应方向移动       B．一定向逆反应方向移动
C．一定是减小压强造成的       D．一定是升高温度造成的
E．SiF₄的平衡转化率一定增大
（5）反应进行2min时，容器内气体的密度减小了3.0g?L^-1，则这2min内该反应的反应速率v（HF）=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,反应速率的定量表示方法,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据化学平衡状态的特征分析，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、质量、体积分数以及百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，注意选择的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变，说明到达平衡；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，结合热化学方程式分析判断；
（3）依据平衡浓度结合平衡常数概念计算得到平衡常数，根据等效平衡等量等效计算分析；
（4）平衡常数随温度变化，平衡常数增大，平衡一定正向进行；
（5）由于生成固体，气体的密度减小，根据m=ρV计算气体减少的质量，即为生成二氧化硅的质量，根据n=

m

M

计算生成的二氧化硅的物质的量，根据方程式计算生成的HF的物质的量，再根据v=

△n V

△t

计算v（HF）．

解答： 解：（1）A．υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反应速率，且比例关系不等于化学计量数之比，不能说明到达平衡状态，故A错误；
B．正反应是气体物质的量增大的反应，随反应进行容器内压强增大，容器内气体压强不再变化说明到达平衡状态，故B正确；
C．反应有固体生成，随反应进行气体的总质量减小，容器内气体的总质量不再变化，说明到达平衡状态，故C正确；
D．平衡时，各组分的含量不变，HF体积分数不再变化，说明到达平衡状态，故D正确；
故答案为：BCD；
（2）由表中数据可知，t₁时△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故t₁时刻，水的物质的量=2.4mol-0.8mol=1.6mol，说明在一定条件下，t_1～t₂时各组分的浓度（或物质的量）均已不再发生改变，所以t₁时反应已经达到化学平衡状态，依据热化学方程式计算，SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ?mol^-1，反应0.8mol水吸热=

0.8mol×148.9KJ

2mol

=59.56KJ；
故答案为：是；59.56；
（3）SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）
起始量（mol/L） 0.6       1.2          0       0
变化量（mol/L）0.2        0.4         0.2      0.8
平衡量（mol/L）0.4         0.8        0.2     0.8
平衡常数K=

0．84

0.4×0．82

=1.6mol/L；
若其它条件不变，从逆反应开始，达到相同的平衡状态，极值转化得到初始应加入4HF（g）物质的量4.8mol，二氧化硅物质的量至少为0.8mol；
故答案为：1.6mol/L；4.8；0.8；
（4）该反应正反应是吸热反应，使平衡常数增大，平衡向正反应移动，应采取升高温度，SiF₄的平衡转化率一定增大，改变压强不影响平衡常数，故ADE正确、BC错误，
故答案为：ADE；
（5）反应进行2min时，容器内气体的密度减小了3g/L，故生成二氧化硅的质量为3g/L×2L=6g，二氧化硅的物质的量为

6g

60g/mol

=0.1mol，根据方程式可知生成的HF的物质的量为0.1mol×4=0.4mol，故v（HF）=

0.4mol 2L

2min

=0.1mol/（L?min），
故答案为：0.1mol?L^-1?min^-1．

点评：本题考查化学平衡状态判断、化学平衡常数、化学平衡计算、化学反应速率计算等，难度中等，注意理解化学平衡状态的判断，选择的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变，说明到达平衡．