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)該反應的還原產(chǎn)物是______；

(2)該反應的平衡常數(shù)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(shù)值______(填“增大”、“減小”或“不變”)；若已知CO生成速率為(CO)=18molL﹣1min﹣1，則N2消耗速率為(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】Si3N4 ＜ 減小 6 molL﹣1min﹣1 升高溫度或增大壓強 t3-t4

【解析】

(1) 反應中N元素的化合價降低，由0價降為-3價，則氧化劑為氮氣，氧化劑對應的生成物為還原產(chǎn)物，還原產(chǎn)物為Si3N4；

(2)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，則K=；

(3) 該反應為放熱反應，△H<0；升高溫度平衡向逆反應方向移動，則平衡常數(shù)減小，速率之比等于化學計量數(shù)之比，則，已知CO生成速率為(CO)=18molL﹣1min﹣1，(N2)= 6molL﹣1min﹣1；

(4) t4時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，且平衡向逆反應方向移動，可升高溫度或增大壓強；t2~t3平衡正向移動，t3~t4保持平衡狀態(tài)，在t4~t5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：升高溫度或增大壓強；t3～t4。