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。地殼內每加深1,壓強增大約25000~30000KPa，溫度升高25—30攝氏度。在地殼內SiO2和HF存在以下平衡: SiO2(s)+4HF(g) SiF4(g)+2H2O(g) + 148.9KJ

根據題意完成下列填空:

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

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

A.一定向正反應方向移動

B.正逆反應速率一定加快

C.平衡移動過程為：正反應速率先增大后減小

D.平衡移動過程為：逆反應速率先減小后增大

（3）如果上述反應在體積不變的密閉容器中發生，當反應已經達到平衡時，下列成立的是_______ (填編號)。

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

c. SiO2的質量保持不變 d.反應物不再轉化為生成物

（4）若反應容器容積為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_____________。

Answer 1

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

【解析】

（1）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）和H2O（g）逸出；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；

（2）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；

（3）達到平衡時，正逆反應速率相等，用不同物質表示的速率之比等于化學計量數之比；

（4）根據v（HF）=C/t計算。

（1）由SiO2（s）+4HF（g）SiF4（g）+2H2O（g）+148.9kJ可知，該反應為放熱反應，故△H＜0；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）和H2O（g）逸出；減小壓強有SiO2（s）沉淀析出；故在地殼深處壓強很高，故容易有SiF4、H2O氣體逸出；在較高溫度下，ΔG=ΔH－TΔS＞0，反應不能自發進行；根據故答案為：＜，SiF4、H2O，非自發。

（2）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，平衡右移過程中正反應速率減小、逆反應速率增大，故A、D正確，故答案為：AD。

（3）達到平衡時，正逆反應速率相等，用不同物質表示的速率之比等于化學計量數之比，v(H2O) =2v(SiF4)，各物質的量保持不變，但反應仍在進行，綜上所述，b，c正確，故答案為：bc。

（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 =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）。