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：

_SiO2＋_C＋_N2_Si3N4＋_CO

（1）配平上述反應的化學方程式（將化學計量數(shù)填在方框內）；

（2）該反應的氧化劑是___，其還原產物是___；

（3）該反應的平衡常數(shù)表達式為K=___；

（4）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”）；

（5）若使壓強增大，則上述平衡向___反應方向移動（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)化合價的變化結合電子守恒元素守恒配平方程式；

(2)氧化劑得電子化合價降低，得到還原產物；

(3)根據(jù)化學平衡常數(shù)的概念：平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，注意固體度為常數(shù)，不寫入；

(4)放熱反應焓變小于零，放熱反應升溫平衡逆向移動，據(jù)此分析；

(5)增大壓強平衡向壓強減小的方向移動；

(6)依據(jù)同一反應中速率之比等于計量數(shù)之比分析；

(1)反應中C元素由0價變?yōu)?/span>+2價，N元素由0價變?yōu)?/span>-3價，一個氮氣中有兩個氮原子，所以C和N2的計量數(shù)之比為3:1，再結合元素守恒可得方程式為：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)═Si3N4(s)+6CO(g)；

(2)反應中N2得電子化合價降低，所以氮氣為氧化劑，得到的產物Si3N4為還原產物；

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

(4)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��；

(5)增大壓強平衡向壓強減小的方向移動，即向氣體計量數(shù)之和小的方向移動，所以增大壓強該反應逆向移動；

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