Question

用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件，能大幅度提高發動機的熱效率．工業上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高溫

 Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H=-Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2L，3min后達到平衡，測得固體的質量增加了2.80g，則H₂的平均反應速率

0.02mol/（L．min）

 mol/（L?min）；該反應的平衡常數表達式K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

（2）上述反應達到平衡后，下列說法正確的是

bd

．
a．其他條件不變，壓強增大，平衡常數K減小
b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數K減小
c．其他條件不變，增大Si₃N₄物質的量平衡向左移動
d．其他條件不變，增大HCl物質的量平衡向左移動
（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態的是

ac

_
a．3v_逆（N₂）=v_正（H₂）    b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）  c．混合氣體密度保持不變
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6．

Answer 1

分析：（1）固體的質量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，則參加反應的氫氣為6×0.02mol=0.12mol，以此計算反應速率，平衡常數為平衡時生成物濃度冪之比與反應物濃度冪之積的比；
（2）該反應為放熱反應，氣體體積增大的反應，則加壓平衡逆向移動，升高溫度平衡逆向移動，增大生成物的濃度平衡逆向移動，但氮化硅為純固體，改變用量平衡不移動；
（3）利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量來分析．

解答：解：（1）固體的質量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，則參加反應的氫氣為6×0.02mol=0.12mol，則用氫氣表示的反應速率為

0.12mol 2L

3min

=0.02mol/（L．min），
平衡常數K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

，故答案為：0.02mol/（L．min）；

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

；
（2）該反應為放熱反應，氣體體積增大的反應，則
a．其他條件不變，壓強增大，平衡逆向移動，但溫度不變，K不變，故a錯誤；
b．其他條件不變，溫度升高，平衡逆向移動，K減小，故b正確；
c．其他條件不變，增大Si₃N₄物質的量，平衡不移動，故c錯誤；
d．其他條件不變，增大HCl物質的量平衡向左移動，故d正確；
故答案為：bd；
（3）a．由反應速率之比等于化學計量數之比，則3v_正（N₂）=v_正（H₂），則3v_逆（N₂）=v_正（H₂），所以v_逆（N₂）=v_正（N₂），則達到平衡，故a正確；        
b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄），不能確定正逆反應速率的關系，故b錯誤；  
c．因體積不變，氣體的質量在變化，則混合氣體密度保持不變時反應達到平衡，故c正確；
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6，取決于反應物的起始量及轉化程度，不能確定反應是否平衡，故d錯誤；
故答案為：ac．

點評：本題考查化學平衡的計算及影響反應速率、反應平衡的因素，題目難度不大，注重對考試常考點的考查，能較好的體現學生分析解答問題的能力．