Question

氮化硅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�，通過以下反應(yīng)制得：
3SiO₂+6C+2N₂

高溫  .

Si₃N₄+6CO；△H＜0．
（1）在容積固定的密閉容器中，分別在三種不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行上述制備反應(yīng)，測(cè)得N₂的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件．所改變的條件分別是：②

 

；③

 

．
（2）1 000℃時(shí)，在2L密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，若起始時(shí)N₂濃度為4.0mol/L，經(jīng)1小時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)容器內(nèi)氣體總濃度為10.0mol/L，則以CO表示的反應(yīng)速率為

 

．若某時(shí)刻測(cè)得N₂和CO的濃度均為6.0mol/L，則反應(yīng)的V_正

 

V_逆（填“大于”、“小于”、“等于”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）根據(jù)圖象，曲線②與①相比，反應(yīng)速率變快，且達(dá)新平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛茸兇蠹丛黾拥獨(dú)獾臐舛然蚱胶饽嫦蛞苿?dòng)，曲線③與①相比，反應(yīng)速率變快，但在新平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛炔蛔�，即平衡沒有移動(dòng)，據(jù)此答題；
（2）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算平衡時(shí)CO的濃度，再根據(jù)v=

△c

t

計(jì)算反應(yīng)速率，根據(jù)Q（c）與K的大小關(guān)系判斷反應(yīng)移動(dòng)的方向，據(jù)此答題；

解答： 解：（1）根據(jù)圖象，曲線②與①相比，反應(yīng)速率變快，且達(dá)新平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛茸兇蠹丛黾拥獨(dú)獾臐舛然蚱胶饽嫦蛞苿?dòng)，而根據(jù)圖可知，曲線①和②氮?dú)獾钠鹗紳舛认嗤�，也就是氮的濃度沒有改變，且由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以此時(shí)改變的條件為升高溫度或通入CO，曲線③與①相比，反應(yīng)速率變快，但在新平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛炔蛔儯�即平衡沒有移動(dòng)，所以此時(shí)改變的條件為加入催化劑，
故答案為：升溫或通CO；加入催化劑；
（2）根據(jù)3SiO₂+6C+2N₂

高溫  .

Si₃N₄+6CO，設(shè)平衡時(shí)，CO的濃度為xmol/L，根據(jù)題意有4.0-

1

3

x+x=10，所以x=9，根據(jù)v=

△c

t

=

9mol/L

60min

=0.15 mol?L^-1?min^-1，此時(shí)N₂濃度為1.0mol/L，所以K=

96

12

=9⁶，當(dāng)某時(shí)刻測(cè)得N₂和CO的濃度均為6.0mol/L，此時(shí)Q（c）=

66

62

=6⁴＜9⁶，所以此時(shí)反應(yīng)未達(dá)平衡，要向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以V_正＞V_逆，
故答案為：0.15 mol?L^-1?min^-1； 大于．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、影響平衡移動(dòng)的因素、平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用，中等難度，解題的難度是第（2）問中的平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用．