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氣流中，通過以下反應制得：3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

（1）2molN2參加反應轉移電子數為_________。

（2）達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、CO的量），反應速率v與 時間t的關系如圖。圖中t4時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間是____________。

（3）若該反應的平衡常數為 K＝729，則在同溫度下1L密閉容器中，足量的SiO2和C與2mol N2充分反應，則N2的轉化率是__________________ (提示：272 = 729)。

Answer 1

【答案】 12NA 升高溫度或增大壓強 t3~t4 50%

【解析】（1）化合價降低的反應物是氧化劑，氮元素化合價由0價變化為-3價，化合價降低，所以氮氣做氧化劑，每2molN2反應電子轉移12mol，所以2molN2參加反應轉移電子數為12NA； 故答案為： 12NA；

（2）t4時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，可升高溫度或增大壓強；t6時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，但平衡不移動，前后氣體化學計量數之和不等，只能是使用催化劑；在t4時反應向逆反應方向移動，則t3～t4時平衡混合物中CO的含量最高，

故答案為：升高溫度或縮小體積；t3～t4；

（3 ）設反應的N2的物質的量為x，

3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

起始： 2mol 0

轉化： x 3x

平衡： 2-x 3x

則平衡時N2的濃度為（2-x）mol/L，CO的濃度為3x mol/L，則有： = 729，解之得x=1，則N2的轉化率是1÷2×100%=50%，故答案為：50%。