Question

【題目】氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦校�通過以下反應(yīng)制得：3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）Si3N4（s）+6CO（g）

（1）該反應(yīng)的氧化劑是 ，其還原產(chǎn)物是 ；

（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ；

（3）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度，其平衡常數(shù)值 （填“增大”、“減小”或“不變”）；若已知CO生成速率為v（CO）=18molL﹣1min﹣1，則N2消耗速率為v（N2）= ;

（4）達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、CO的量），反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖．圖中t4時(shí)引起平衡移動的條件可能是 ；圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時(shí)間是 ．

Answer 1

【答案】（1）N2；Si3N4；

（2）；

（3）＜；減小；6mol/（Lmin）；

（4）增大壓強(qiáng)；t3﹣t4．

【解析】試題分析：（1）所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物為氧化劑，氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物；

（2）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，注意固體、純液體濃度為常數(shù)，不用寫固體、純液體的濃度；

（3）對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱△H＜0；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆反應(yīng)進(jìn)行，化學(xué)平衡常數(shù)減小；根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算；

（4）若不改變H2、CO的量，由圖可知，t4時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動，改變條件為壓縮體積增大壓強(qiáng)；t6時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動，故應(yīng)是加入催化劑，t2時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動，在t3時(shí)重新到達(dá)平衡，t4時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動，t5時(shí)由達(dá)平衡，故t3～t4平衡狀態(tài)CO的含量最高．

解：（1）所含元素化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，氧化劑被還原得到的生成物是還原產(chǎn)物，所以N2是氧化劑，Si3N4是還原產(chǎn)物．

故答案為：N2；Si3N4；

（2）3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）Si3N4（s）+6CO（g）平衡常數(shù)表達(dá)式為K=，故答案為：；

（3）對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱△H＜0；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆反應(yīng)進(jìn)行，化學(xué)平衡常數(shù)減小；已知CO生成速率為v（CO）=18mol/（Lmin），根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則N2消耗速率為：v（N2）=v（CO）=×18mol/（Lmin）=6mol/（Lmin），

故答案為：＜；減小；6mol/（Lmin）；

（4）若不改變H2、CO的量，由圖可知，t4時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動，改變條件為壓縮體積增大壓強(qiáng)；t6時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動，故應(yīng)是加入催化劑，t2時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動，在t3時(shí)重新到達(dá)平衡，t4時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動，t5時(shí)由達(dá)平衡，故t3～t4平衡狀態(tài)CO的含量最高，故答案為：增大壓強(qiáng)；t3﹣t4．