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）該反應的平衡常數表達式為K=
（2）若知上述反應為放熱反應，則其反應熱△H0（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）=
（3）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；
（4）圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是 ．
（5）已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=﹣483.6kJmol﹣1；H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44kJmol﹣1 ， ；由此可知H2燃燒熱化學方程式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）＜；減小；6mol?L﹣1?min﹣1
（3）增大壓強或升高溫度
（4）t3～t4
（5）H2（g）+ O2（g）═H2O（g）；△H=﹣285.8?mol﹣1
【解析】解：（1）可逆反應3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）Si3N4（s）+6CO（g）的平衡常數K= ； 所以答案是：K= （2）對于放熱反應，反應熱△H＜0；對于放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，K減小；已知CO生成速率為v（CO）=18molL﹣1min﹣1 ， 根據速率之比等于化學計量數之比，則N2消耗速率為v（N2）= ×18molL﹣1min﹣1=6molL﹣1min﹣1；
所以答案是：＜；減小； 6molL﹣1min﹣1（3）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，由（2）已知反應為放熱反應，升高溫度速率加快，反應逆向移動也可；
所以答案是：增大壓強或升高溫度 （4）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；
所以答案是：t3～t4（5）已知：①2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=﹣483.6kJmol﹣1；
②H2O（g）=H2O（l）△H=﹣44kJmol﹣1 ，
根據燃燒熱的熱化學方程式的概念：1mol可燃物充分燃燒生成穩定氧化物的熱化學方程式，由蓋斯定律：
① +②可得：H2（g）+ O2（g）═H2O（g）；△H=﹣285.8mol﹣1；
所以答案是：H2（g）+ O2（g）═H2O（l）；△H=﹣285.8 kJmol﹣1
【考點精析】根據題目的已知條件，利用反應熱和焓變和反應速率的定量表示方法的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱；反應速率的單位：mol/(L·min)或mol/(L·s) v=△c-△t．