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高中二年级化学

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    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25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+2H2O(g)+148.9 kJ 根据题意完成下列填空:
    (1)在地壳深处容易有____________气体逸出,在地壳浅处容易有____________沉积。
    (2)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,____________(选填编号)。
    a.2v正(HF)=v逆(H2O)
    b.混合气体的密度保持不变
    c.SiO2的质量保持不变
    d.反应物不再转化为生成物
    (3)如果上述反应的平衡常数K值变大,该反应_________(选填编号)。
    a.一定向正反应方向移动
    b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
    c.一定向逆反应方向移动
    d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
    (4)若反应的容器容积为2.0L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g/L,在这段时间内HF的平均反应速率为______________________。
    本题信息:2012年天津期中题化学填空题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “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25000~30000 kPa。在地壳内SiO2和HF存在以下平衡:SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+...” 主要考查您对

二氧化硅

达到化学平衡的标志

化学平衡常数

化学反应速率的计算

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  • 二氧化硅
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  • 化学反应速率的计算

二氧化硅:

①化学式SiO2
②相对分子质量:60
③类别:酸性氧化物
④晶体类型:原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力:共价键


二氧化硅的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:无色透明或白色粉末,原子晶体,熔沸点都很高,坚硬难熔,不溶于水,天然的二氧化硅俗称硅石,是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质:不活泼
①不与水反应,不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质,能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

(制玻璃)
③具有弱氧化性



知识点拨:

二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子,便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构,如图所示。在二氧化硅晶体里,硅原子和氧原子交替排列,不会出现Si—Si键和O—O键,即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键,每个氧原子与两个硅原子形成共价键,因此,二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1:2,二氧化硅的化学式为SiO2.


二氧化硅的用途:

①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO2,纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器,也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体,可用于制造精密仪器轴承,耐磨器皿和装饰品。 

化学平衡移动的含义:

1.当一个可逆反应达到平衡状态后,如果改变温度、压强、浓度等反应条件.原来的平衡状态会被破坏,化学平衡会发生移动,平衡混合物中各组成物质的质量分数也就随着改变,在一段时间后达到新的平衡状态,这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程。就是化学平衡的移动。以上过程可归纳如下:
 
2.化学平衡移动与化学反应速率的关系
当与化学平衡体系有天的外界条件改变以后,>,化学平衡向正反应方向移动;,化学平衡不移动;,化学平衡向逆反应方向移动。

化学平衡状态:

(1)定义:在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态,叫做化学平衡状态,简称化学平衡。
(2)化学平衡的建立对于可逆反应,不管从正反应开始(只投入反应物),还是从逆反应开始(只投入生成物),或从正、逆反应同时开始(同时投入反应物和生成物),在一定条件下都会达到的状态。当相等时,单位时间内同一物质消耗与生成的量完全相等,因而各物质的浓度和百分含量保持一定,即达到化学平衡状态。构成化学平衡体系的基本要求是反应物和所有的生成物均处于同一反应体系中,反应条件(温度、浓度、压强等)保持不变。

化学平衡的特征:

(1)逆:只有可逆反应才能达到化学平衡状态。
(2)动:是动态平衡,正、逆反应仍在不断进行。
(3)等:
(4)定:各组分的浓度及百分含量保持一定。
(5)变:当影响化学平衡的外界条件发生变化使时,平衡便会发生移动而使各组分的浓度、百分含量发生变化,直至建立新的平衡。
化学平衡状态的判断:

1.指的是同一物质的正反应速率与逆反应速率相等。
2.反应混合物中各组分的含量(质量分数、体积分数、物质的量分数)保持不变。
3.反应类型分析对于密闭容器中的反应qD(g),根据对化学平衡概念的理解,判断下列各情况是否达到平衡。


定义:

在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,也不管反应物起始浓度大小,最后都达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数,用K表示,这个常数叫化学平衡常数。

化学表平衡达式:

对于可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)来说,化学平衡表达式:
化学平衡常数的意义:

①表示该反应在一定温度下,达到平衡时进行的程度,K值越大,正反应进行的越彻底,对反应物而言转化率越高。
②某一温度下的K′与K比较能够判断反应进行的方向
K′>K,反应正向进行;K′<K,反应逆向进行;K′=K,反应处于平衡状态
(3)化学平衡常数与浓度、压强、催化剂无关,与温度有关,在使用时必须指明温度。
(4)在计算平衡常数时,必须是平衡状态时的浓度。
(5)对于固体或纯液体而言,其浓度为定值,可以不列入其中。
(6)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,若反应方向改变,则平衡常数改变,且互为倒数关系。如:在一定温度下,



化学平衡常数的应用:

1.K值越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正向反应进行的程度越大,反应物转化率越大;反之,正向反应进行的程度就越小,反应物转化率就越小,即平衡常数的大小可以衡量反应进行的程度,判断平衡移动的方向,进行平衡的相关计算。
2.若用浓度商(任意状态的生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,符号为Qc)与K比较,可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。
3.利用K值可判断反应的热效应若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
4.计算转化率及浓度依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度),从而计算反应物的转化率。

化学反应速率的求算:

首先要熟练掌握化学反应速率的含义,明确中各个量的含义和单位,如:以具体某一种物质 B表示的化学反应速率为。△c的单位一般用mol/L表示,而△t的单位一般用s(秒)、min (分钟)、h(小时)等表示,所以v的单位可以是等。对于反应,有,利用这一关系,可以很方便地求算出不同物质表示的v的数值:


化学反应速率图像及其应用:

1.物质的量(或浓度)一时间图像及应用此类图像能说明反应体系各组分(或某一组分)在反应过程中的浓度变化情况。如A(g) +B(g)3C(g)的反应情况如图所示,

要注意此类图像各曲线的折点(达平衡)时刻相同,各物质浓度变化符合化学方程式中的计量数关系。例如:某温度时,在恒容(VL)容器中,X、Y、z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。

根据图像可进行如下计算:
(1)计算某物质在O一t3刻的平均反应速率、转化率,如 Y的转化率为.
(2)确定化学方程式中各物质的化学计量数之比如X、Y、z三种物质的化学计量数之比为: (n1一n3):(n2一n3):n2。
2.全程速率一时间图像如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现的情况,如图所示,

解释原因:AB段(v增大),因反应为放热反应,随反应的进行,温度升高,导致反应速率增大;BC段(v减小),则主要因为随反应的进行,溶液中 c(H+)减小,导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾,认真分析。
3.速率一温度(压强)图像这类图像有两种情况:一是不隐含时间变化的速率一温度(压强)图,二是隐含时间变化的速率一温度 (压强)图。以,△H< 0为例,V一T(P)图像如下:

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