Question

【題目】自然界的礦物、巖石的成因和變化受多種條件的影響。地殼內(nèi)每加深1,壓強(qiáng)增大約25000~30000KPa，溫度升高25—30攝氏度。在地殼內(nèi)SiO2和HF存在以下平衡: SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g) + 148.9KJ

根據(jù)題意完成下列填空:

（1）該反應(yīng)的△H________0，在地殼深處容易有____________氣體逸出，已知此處溫度較高，則該反應(yīng)為 _____________反應(yīng)（填“自發(fā)”，“非自發(fā)”，“無法確定”）

（2）如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)__________(填編號(hào))。

A.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)

B.正逆反應(yīng)速率一定加快

C.平衡移動(dòng)過程為：正反應(yīng)速率先增大后減小

D.平衡移動(dòng)過程為：逆反應(yīng)速率先減小后增大

（3）如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列成立的是_______ (填編號(hào))。

a.2 v正(HF) = v逆(H2O) b. v (H2O) = 2v (SiF4)

c. SiO2的質(zhì)量保持不變 d.反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物

（4）若反應(yīng)容器容積為2.0L，反應(yīng)時(shí)間8.0min，容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L，在這段時(shí)間內(nèi)HF的平均反應(yīng)速率為_____________。

Answer 1

【答案】< SiF4和H2O 非自發(fā) AD bc 0.001mol·L-1·min-1

【解析】

（1）該反應(yīng)為正反應(yīng)體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，有SiF4（g）和H2O（g）逸出；減小壓強(qiáng)有SiO2（s）沉淀析出；故在地殼深處容易有SiF4、H2O氣體逸出；

（2）化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)K值變大說明溫度降低平衡右移，溫度降低反應(yīng)速率減小，平衡右移逆反應(yīng)速率增大；

（3）達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，用不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；

（4）根據(jù)v（HF）=C/t計(jì)算。

（1）由SiO2（s）+4HF（g）SiF4（g）+2H2O（g）+148.9kJ可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故△H＜0；該反應(yīng)為正反應(yīng)體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，有SiF4（g）和H2O（g）逸出；減小壓強(qiáng)有SiO2（s）沉淀析出；故在地殼深處壓強(qiáng)很高，故容易有SiF4、H2O氣體逸出；在較高溫度下，ΔG=ΔH－TΔS＞0，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行；根據(jù)故答案為：＜，SiF4、H2O，非自發(fā)。

（2）化學(xué)平衡常數(shù)只隨溫度的變化而變化，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)K值變大，說明溫度降低平衡右移，溫度降低反應(yīng)速率減小，平衡右移過程中正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大，故A、D正確，故答案為：AD。

（3）達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，用不同物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v(H2O) =2v(SiF4)，各物質(zhì)的量保持不變，但反應(yīng)仍在進(jìn)行，綜上所述，b，c正確，故答案為：bc。

（4）由容積為2.0L，反應(yīng)時(shí)間8.0min，容器內(nèi)氣體的密度增大了0.12g/L，

則增加的質(zhì)量為2.0L×0.12g/L=0.24g，由反應(yīng)及元素守恒可知，每4molHF反應(yīng)氣體質(zhì)量增加28+16×2=60g，

設(shè)參加反應(yīng)的HF的物質(zhì)量為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）

故答案為：0.0010mol/（Lmin）。