Question

室溫下，把SiO₂超細粉置入蒸餾水中，不斷攪拌至平衡，形成 H₄SiO₄溶液，反應(yīng)原理如下：SiO₂（s）+2H₂O（l）?H₄SiO₄（aq）△H．
（1）寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達式：

 

．
（2）在5～30℃之間，反應(yīng)平衡常數(shù)K隨著溫度變化如圖所示，則△H

 

0
（3）實際上，在地球的深處，由于壓強很大，固體、液體都會受到影響．在一定溫度下，在10000 m以下的地球深處，上述反應(yīng)移動的方向是

 

（填“正方向”、“逆方向”或“不移動”），理由是

 

．
（4）有科學(xué)家建議開發(fā)硅作為未來的燃料，如果利用氫氧電池把SiO₂轉(zhuǎn)化為硅晶體，若能量利用率為75%，則制得1mol硅晶體需要消耗4mol氫氣（氫氣的燃燒熱△H為285.8kJ/mol），請寫出硅晶體燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

．
（5）硅還原SiO₂制SiC，其粗產(chǎn)品中雜質(zhì)為Si和SiO₂，現(xiàn)將20.0gSiC粗產(chǎn)品加入到過量的NaOH溶液處充分反應(yīng)，收集到0.1mol氣體，過濾得SiC固體11.4g，濾液稀釋到1L，生成氫氣的離子方程式為

 

．濾液吸收后硅酸鹽的物質(zhì)的量濃度為

 

．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的影響因素,有關(guān)混合物反應(yīng)的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)表達式的定義書寫，但二氧化硅是固體，水是純液體不代入表達式；
（2）溫度升高平衡常數(shù)減小，來分析解答；
（3）在壓強很大的情況下，壓強對固體、液體都會受到影響，所以平衡向體積減小的方向移動；
（4）1mol硅燃燒放出熱量為：4mol×285.8kJ/mol×75%=-857.4kJ，由此寫出熱化學(xué)方程式；
（5）硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，根據(jù)硅守恒求硅酸鈉的物質(zhì)的量，然后求硅酸鈉的物質(zhì)的量濃度．

解答： 解：（1）根據(jù)平衡常數(shù)表達式的定義書寫，但二氧化硅是固體，水是純液體不代入表達式，所以平衡常數(shù)K=c（H₄SiO₄），故答案為：K=c（H₄SiO₄）；
（2）溫度升高平衡常數(shù)減小，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：＜；
（3）在壓強很大的情況下，壓強對固體、液體都會受到影響，所以平衡向體積減小的方向移動，即正反應(yīng)方向移動，
故答案為：正方向；在壓強很大的情況下，壓強對固體、液體都會受到影響，平衡向物質(zhì)的量少的方向移動；
（4）1mol硅燃燒放出熱量為：4mol×285.8kJ/mol×75%=-857.4kJ，所以熱化學(xué)方程式Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-857.4kJ/mol，
故答案為：Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-857.4kJ/mol；
（5）硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成硅酸鈉和氫氣，方程式為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；收集到0.1mol氣體，所以消耗硅的物質(zhì)的量為0.05mol，此時生成硅酸鈉為0.05mol，二氧化硅的物質(zhì)的量為：

20-0.05×28-11.4

60

=0.12mol，所以c（Na₂SiO₃）=

(0.05+0.12)mol

1L

=0.17mol/l，
故答案為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑；0.17mol/l．

點評：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)表達式的書寫，平衡的移動、離子方程的書寫以及根據(jù)方程式計算，難度中等．