Question

一定條件下，在2L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：
SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ?mol^-1．
（1）下列各項(xiàng)中能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填序號(hào)）．
A．v_消耗（SiF₄）=4v_生成（HF）               B．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化
C．容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化              D．HF的體積分?jǐn)?shù)不再變化
（2）反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如表（表中t₂＞t₁）所示．

反應(yīng)時(shí)間/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
0	1.2	2.4
t1	0.8
t2		1.6

t₁時(shí)該反應(yīng)是否已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

 

（填“是”或“否”），此時(shí)反應(yīng)吸收的熱量為

 

kJ．
（3）若t₂時(shí)為化學(xué)平衡狀態(tài)，該反應(yīng)時(shí)的平衡常數(shù)為

 

．若其它條件不變，從逆反應(yīng)開(kāi)始，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，則初始應(yīng)加入

 

 mol HF（g）和至少

 

 mol SiO₂（s）．
（4）若只改變一個(gè)條件使上述反應(yīng)的平衡常數(shù)增大，下列說(shuō)法中正確的是

 

（填序號(hào)）．
A．一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)       B．一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C．一定是減小壓強(qiáng)造成的       D．一定是升高溫度造成的
E．SiF₄的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大
（5）反應(yīng)進(jìn)行2min時(shí)，容器內(nèi)氣體的密度減小了3.0g?L^-1，則這2min內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率v（HF）=

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的影響因素,反應(yīng)速率的定量表示方法,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專(zhuān)題：化學(xué)平衡專(zhuān)題

分析：（1）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，注意選擇的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變，說(shuō)明到達(dá)平衡；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，結(jié)合熱化學(xué)方程式分析判斷；
（3）依據(jù)平衡濃度結(jié)合平衡常數(shù)概念計(jì)算得到平衡常數(shù)，根據(jù)等效平衡等量等效計(jì)算分析；
（4）平衡常數(shù)隨溫度變化，平衡常數(shù)增大，平衡一定正向進(jìn)行；
（5）由于生成固體，氣體的密度減小，根據(jù)m=ρV計(jì)算氣體減少的質(zhì)量，即為生成二氧化硅的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算生成的二氧化硅的物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算生成的HF的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（HF）．

解答： 解：（1）A．υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反應(yīng)速率，且比例關(guān)系不等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不再變化說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B正確；
C．反應(yīng)有固體生成，隨反應(yīng)進(jìn)行氣體的總質(zhì)量減小，容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再變化，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．平衡時(shí)，各組分的含量不變，HF體積分?jǐn)?shù)不再變化，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確；
故答案為：BCD；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，t₁時(shí)△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根據(jù)方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故t₁時(shí)刻，水的物質(zhì)的量=2.4mol-0.8mol=1.6mol，說(shuō)明在一定條件下，t_1～t₂時(shí)各組分的濃度（或物質(zhì)的量）均已不再發(fā)生改變，所以t₁時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算，SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ?mol^-1，反應(yīng)0.8mol水吸熱=

0.8mol×148.9KJ

2mol

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

0．84

0.4×0．82

=1.6mol/L；
若其它條件不變，從逆反應(yīng)開(kāi)始，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，極值轉(zhuǎn)化得到初始應(yīng)加入4HF（g）物質(zhì)的量4.8mol，二氧化硅物質(zhì)的量至少為0.8mol；
故答案為：1.6mol/L；4.8；0.8；
（4）該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，使平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，應(yīng)采取升高溫度，SiF₄的平衡轉(zhuǎn)化率一定增大，改變壓強(qiáng)不影響平衡常數(shù)，故ADE正確、BC錯(cuò)誤，
故答案為：ADE；
（5）反應(yīng)進(jìn)行2min時(shí)，容器內(nèi)氣體的密度減小了3g/L，故生成二氧化硅的質(zhì)量為3g/L×2L=6g，二氧化硅的物質(zhì)的量為

6g

60g/mol

=0.1mol，根據(jù)方程式可知生成的HF的物質(zhì)的量為0.1mol×4=0.4mol，故v（HF）=

0.4mol 2L

2min

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

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算等，難度中等，注意理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，選擇的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化，該物理量由變化到不變，說(shuō)明到達(dá)平衡．