Question

自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响．地壳内每加深1km，压强增大约25000～30000kPa．在地壳内SiO₂和HF存在以下平衡：SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）△H=-148.9kJ/mol．
（1）在地壳深处容易有

SiF₄、H₂O

气体逸出，在地壳浅处容易有

SiO₂

沉积．
（2）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当达到平衡时，下列说法正确的是

c

a．2v_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
（3）若反应的容器容积为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

0.0010mol/（L?min）

．

Answer 1

分析：（1）根据反应SiO₂（s）+4HF（g）?Si₄（g）+2H₂O（g）进行分析；
（2）根据达到平衡状态，各组分浓度不变，正逆反应速率相等进行判断；
（3）根据质量差及反应方程式进行计算．

解答：解：（1）SiO₂（s）+4HF（g）?SiF₄（g）+2H₂O（g）+148.9kJ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）逸出，H₂O（g）凝结为水，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，在地壳浅处容易有 SiO₂沉积，
故答案为：SiF₄、H₂O；SiO₂；
（2）建立平衡的标志有两个：正反应速率═逆反应速率、各物质的浓度保持不变；v_正（HF）=2v_逆（H₂O）、v（H₂O）_正=2v（SiF₄）_逆、混合气体的密度保持不变，各组分的质量保持不变均达到平衡，所以c正确；
故选：c；
（3）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）=

0.016mol

2L       8.0min

═0.0010mol/（L?min）
故答案为：0.0010mol/（L?min）．

点评：本题考查化学反应速率和化学平衡是化学基本理论的核心知识，特别是有关化学反应速率和化学平衡的计算及影响因素、化学平衡常数的表达式及其计算是高考的重点．