Question

一定條件下，體積為1L的密閉容器中存在如下反應：
SiF₄（g）+2H₂O（g）?SiO₂（s）+4HF（g）△H=+148.9kJ/mol
（1）下列各項中能說明該反應已達化學平衡狀態的是______（填序號）．
a．υ（SiF₄）消耗=υ（HF）生成            b．容器內氣體壓強不再變化
c．容器內氣體的總質量不再變化            d．HF體積分數不再變化
（2）反應過程中測定的部分數據如下表（表中t₂＞t₁）：

反應時間/min	n（SiF4）/mol	n（H2O）/mol
	1.20	2.40
t1	0.80	a
t2	b	1.60

通過a或b的值及化學平衡原理說明t₁時反應是否達到化學平衡狀態：______．
（3）若只改變一個條件使上述反應的化學平衡常數變大，該反應______（填序號）．
a．一定向正反應方向移動          b．一定向逆反應方向移動
c．一定是減小壓強造成的          d．一定是升高溫度造成的
e．SiF₄的平衡轉化率一定增大
（4）反應進行2min時，容器內氣體的密度減小了0.03g/L，則這2min內υ（HF）=______mol/．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據化學平衡狀態的特征分析，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、質量、體積分數以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，注意選擇的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變，說明到達平衡；
（2）根據t₁時△n（SiF₄）計算t₁時△n（H₂O），進而計算a的值，與t₂時水的物質的量比較，據此進行判斷；
（3）該反應正反應是吸熱反應，使平衡常數增大，平衡向正反應移動，應采取升高溫度，據此分析；
（4）由于生成固體，氣體的密度減小，根據m=ρV計算氣體減少的質量，即為生成二氧化硅的質量，根據n=計算生成的二氧化硅的物質的量，根據方程式計算生成的HF的物質的量，再根據v=計算v（HF）．
解答：解：（1）a．υ_消耗（SiF₄）=υ_生成（HF），都表示正反應速率，且比例關系不等于化學計量數之比，不能說明到達平衡狀態，故a錯誤；
b．正反應是氣體物質的量增大的反應，隨反應進行容器內壓強增大，容器內氣體壓強不再變化說明到達平衡狀態，故b正確；
c．反應由固體生成，隨反應進行氣體的總質量減小，容器內氣體的總質量不再變化，說明到達平衡狀態，故c正確；
d．平衡時，各組分的含量不變，HF體積分數不再變化，說明到達平衡狀態，故d正確；
故答案為：bcd；
（2）由表中數據可知，t₁時△n（SiF₄）=1.2mol-0.8mol=0.4mol，根據方程式可知△n（H₂O）=2△n（SiF₄）=0.8mol，故a=2.4mol-0.8mol=1.6mol，說明在一定條件下，t_1～t₂時各組分的濃度（或物質的量）均已不再發生改變，所以t₁時反應已經達到化學平衡狀態，
故答案為：a=1.6，說明在一定條件下，t_1～t₂時各組分的濃度（或物質的量）均已不再發生改變，所以t₁時反應已經達到化學平衡狀態；
（3）該反應正反應是吸熱反應，使平衡常數增大，平衡向正反應移動，應采取升高溫度，SiF₄的平衡轉化率一定增大，改變壓強不影響平衡常數，故ade正確、bc錯誤，
故答案為：ade；
（4）反應進行2min時，容器內氣體的密度減小了0.03g/L，故生成二氧化硅的質量為0.03g/L×1L=0.03g，二氧化硅的物質的量為=5×10^-4mol，根據方程式可知生成的HF的物質的量為5×10^-4mol×4=2×10^-3mol，故v（HF）==0.001mol/（L?min），
故答案為：0.001．
點評：本題考查化學平衡狀態判斷、化學平衡常數、化學平衡計算、化學反應速率計算等，難度中等，注意理解化學平衡狀態的判斷，選擇的物理量應隨反應進行發生變化，該物理量由變化到不變，說明到達平衡．