Question

氮化硅（Si₃N₄）是一種新型陶瓷材料，它可在高溫下的氮?dú)饬髦杏墒�英與焦炭通過以下反應(yīng)制得：
3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）+Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）某溫度下該反應(yīng)在一容積為2L的密閉容器中進(jìn)行，2min后達(dá)到平衡，剛好有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則2min內(nèi)反應(yīng)的速率為：v（CO）=

0.25mol/L?min

；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

c6(CO)

c2(N2)

．
（2）其它條件不變時(shí)僅增大壓強(qiáng)，則

c

．
a．K值減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
b．K值增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
c．K值不變，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
d．K值不變，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
（3）一定條件下能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是

cd

．
a．c（N₂ ）：c（CO）=1：3        b．3v（N₂ ）=v（CO）      c．固體質(zhì)量不再改變       d．氣體密度不再改變
（4）達(dá)到平衡后改變某一條件，反應(yīng)速率v與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示．
若不改變N₂與CO的量，則圖中t₄時(shí)引起變化的原因可能是

升高溫度后壓縮體積增大壓強(qiáng)

；圖中t₆時(shí)引起變化的原因可能是

加入催化劑

．由圖可知，平衡混合物中CO含量最高的時(shí)間段是

t₃～t₄

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和一氧化碳的關(guān)系式計(jì)算一氧化碳的物質(zhì)的量，再根據(jù)v（CO）=

△n V

△t

計(jì)算；
平衡常數(shù)K=

c6(CO)

c2(N2)

；
（2）其它條件不變時(shí)僅增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)；
（3）反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進(jìn)行判斷；
（4）若不改變N₂、CO的量，由圖可知，t₄時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，改變條件為升高溫度后壓縮體積增大壓強(qiáng)；t₆時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動(dòng)，故應(yīng)是加入催化劑；
t₂時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，在t₃時(shí)重新到達(dá)平衡，t₄時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，t₅時(shí)由達(dá)平衡，故t₃～t₄平衡狀態(tài)CO的含量最高．

解答：解：（1）3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）+Q（Q＞0）中，當(dāng)有2mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，生成n（CO）=

2mol

2

×1=1mol，v（CO）=

△n V

△t

=

1mol 2L

2min

=0.25 mol/L?min，平衡常數(shù)K=

c6(CO)

c2(N2)

，

故答案為：0.25 mol/L?min，平衡常數(shù)K=

c6(CO)

c2(N2)

；
（2）其它條件不變時(shí)僅增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溫度不變平衡常數(shù)不變，故選c；
（3）a．當(dāng)c（N₂ ）：c（CO）=1：3時(shí)，該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，這與反應(yīng)物濃度和轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故錯(cuò)誤；
b．無論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，都存在3v（N₂ ）=v（CO），故錯(cuò)誤；     
c．當(dāng)固體質(zhì)量不再改變時(shí)，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；       
d．當(dāng)氣體密度不再改變時(shí)，各物質(zhì)的濃度不再改變，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選c、d；
（4）若不改變N₂、CO的量，由圖可知，t₄時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，改變條件為升高溫度后壓縮體積增大壓強(qiáng)；t₆時(shí)瞬間正、逆反應(yīng)都增大，平衡不移動(dòng)，故應(yīng)是加入催化劑；
t₂時(shí)改變改變條件，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，在t₃時(shí)重新到達(dá)平衡，t₄時(shí)改變條件，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，t₅時(shí)由達(dá)平衡，故t₃～t₄平衡狀態(tài)CO的含量最高；
故答案為：升高溫度后壓縮體積增大壓強(qiáng)；加入催化劑；t₃～t₄．

點(diǎn)評(píng)：考查化學(xué)平衡常數(shù)與影響因素、平衡狀態(tài)判斷、影響平衡移動(dòng)的因素與平衡圖象等，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，為易錯(cuò)點(diǎn)．