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?dú)饬髦校�通過(guò)以下反應(yīng)制得：

_SiO2＋_C＋_N2_Si3N4＋_CO

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計(jì)量數(shù)填在方框內(nèi)）；

（2）該反應(yīng)的氧化劑是___，其還原產(chǎn)物是___；

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___；

（4）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱△H___0（填“＞”、“<”或“=”）；升高溫度，其平衡常數(shù)值___（填“增大”、“減小”或“不變”）；

（5）若使壓強(qiáng)增大，則上述平衡向___反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正”或“逆”）；

（6）若已知CO生成速率為v(CO)=18mol/(L·min)，則N2消耗速速率為v(N2)=___mol/(L·min)。

Answer 1

【答案】3 6 2 1 6 N2 Si3N4 K=或K= < 減小 逆 6

【解析】

(1)根據(jù)化合價(jià)的變化結(jié)合電子守恒元素守恒配平方程式；

(2)氧化劑得電子化合價(jià)降低，得到還原產(chǎn)物；

(3)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念：平衡時(shí)各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值，注意固體度為常數(shù)，不寫(xiě)入；

(4)放熱反應(yīng)焓變小于零，放熱反應(yīng)升溫平衡逆向移動(dòng)，據(jù)此分析；

(5)增大壓強(qiáng)平衡向壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)；

(6)依據(jù)同一反應(yīng)中速率之比等于計(jì)量數(shù)之比分析；

(1)反應(yīng)中C元素由0價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，N元素由0價(jià)變?yōu)?/span>-3價(jià)，一個(gè)氮?dú)庵杏袃蓚�(gè)氮原子，所以C和N2的計(jì)量數(shù)之比為3:1，再結(jié)合元素守恒可得方程式為：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)═Si3N4(s)+6CO(g)；

(2)反應(yīng)中N2得電子化合價(jià)降低，所以氮?dú)鉃檠趸瘎�，得到的產(chǎn)物Si3N4為還原產(chǎn)物；

(3)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的概念可知該反應(yīng)平衡常數(shù)K=或K=；

(4)對(duì)于放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱△H＜0；對(duì)于放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，K減��；

(5)增大壓強(qiáng)平衡向壓強(qiáng)減小的方向移動(dòng)，即向氣體計(jì)量數(shù)之和小的方向移動(dòng)，所以增大壓強(qiáng)該反應(yīng)逆向移動(dòng)；

(6)已知CO生成速率為v(CO)=18molL-1min-1，根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則3v(N2)= v(CO)，所以v(N2)=6molL-1min-1。