Question

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

 

，2molN₂參加反應轉移電子數(shù)為

 

．
（2）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

 

；如圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是

 

．
（3）若該反應的平衡常數(shù)為 K=729，則在同溫度下1L密閉容器中，足量的SiO₂和C與2mol N₂充分反應，則N₂的轉化率是

 

（提示：27²=729）

Answer 1

考點：化學平衡的計算,氧化還原反應,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）根據(jù)化合價降低的是氧化劑，標注元素化合價，結合化合價變化計算電子轉移；
（2）t4時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，可升高溫度或增大壓強；t₆時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，但平衡不移動，前后氣體系數(shù)之和不等，只能是使用催化劑；在反應向逆反應之前衡混合物中CO的含量最高；
（3）結合化學平衡三段式列式計算平衡濃度，根據(jù)平衡常數(shù)計算．

解答： 解：（1）化合價降低的反應物是氧化劑，氮元素化合價0價變化為-3價，化合價降低，所以氮氣做氧化劑，每2molN2反應電子轉移12mol，2molN₂參加反應轉移電子數(shù)為12N_A； 
故答案為：氮氣，12N_A；
（2）t₄時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，可升高溫度或增大壓強；t₆時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，但平衡不移動，前后氣體系數(shù)之和不等，只能是使用催化劑；在t₄時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：升高溫度或縮小體積；t₃～t₄．
（3 ）設反應的N₂的物質的量為x，
     3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）

高溫  .

Si₃N₄（s）+6CO（g）
起始：2mol                          0
轉化：x                            3x
平衡：2-x                          3x
則平衡時N₂的濃度為（2-x）mol/L，CO的濃度為3x mol/L，則有：

(3x)6

(2-x)2

=729，解之得x=1，
則N₂的轉化率是

1

2

×100%=50%，
故答案為：50%；

點評：本題是一道綜合題，主要考查了氧化還原反應、化學平衡常數(shù)、化學平衡移動、化學反應速率的計算，難度不大，做題時注意平衡常數(shù)的計算和應用．．