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）該反應的氧化劑是 ，其還原產物是 ；

（2）該反應的平衡常數表達式為K= ；

（3）若知上述反應為放熱反應，則其反應熱△H 0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度，其平衡常數值 （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 ．

Answer 1

【答案】（1）N2；Si3N4；

（2）；

（3）＜；減��；6mol/（Lmin）；

（4）增大壓強；t3﹣t4．

【解析】試題分析：（1）所含元素化合價降低的反應物為氧化劑，氧化劑發生還原反應生成還原產物；

（2）化學平衡常數，是指在一定溫度下，可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數次冪的乘積所得的比值，注意固體、純液體濃度為常數，不用寫固體、純液體的濃度；

（3）對于放熱反應，反應熱△H＜0；該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆反應進行，化學平衡常數減小；根據速率之比等于化學計量數之比計算；

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

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

故答案為：N2；Si3N4；

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

（3）對于放熱反應，反應熱△H＜0；該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆反應進行，化學平衡常數減小；已知CO生成速率為v（CO）=18mol/（Lmin），根據速率之比等于化學計量數之比，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時瞬間正、逆反應都增大，平衡向逆反應移動，改變條件為壓縮體積增大壓強；t6時瞬間正、逆反應都增大，平衡不移動，故應是加入催化劑，t2時改變改變條件，平衡向正反應移動，在t3時重新到達平衡，t4時改變條件，平衡向逆反應移動，t5時由達平衡，故t3～t4平衡狀態CO的含量最高，故答案為：增大壓強；t3﹣t4．