Question

用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率．工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)如下：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高溫

 Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H=-Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2L，3min后達(dá)到平衡，測得固體的質(zhì)量增加了2.80g，則H₂的平均反應(yīng)速率

0.02mol/（L．min）

 mol/（L?min）；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

（2）上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說法正確的是

bd

．
a．其他條件不變，壓強(qiáng)增大，平衡常數(shù)K減小
b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小
c．其他條件不變，增大Si₃N₄物質(zhì)的量平衡向左移動(dòng)
d．其他條件不變，增大HCl物質(zhì)的量平衡向左移動(dòng)
（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

ac

_
a．3v_逆（N₂）=v_正（H₂）    b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）  c．混合氣體密度保持不變
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6．

Answer 1

分析：（1）固體的質(zhì)量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，則參加反應(yīng)的氫氣為6×0.02mol=0.12mol，以此計(jì)算反應(yīng)速率，平衡常數(shù)為平衡時(shí)生成物濃度冪之比與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，氣體體積增大的反應(yīng)，則加壓平衡逆向移動(dòng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，增大生成物的濃度平衡逆向移動(dòng)，但氮化硅為純固體，改變用量平衡不移動(dòng)；
（3）利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量來分析．

解答：解：（1）固體的質(zhì)量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，則參加反應(yīng)的氫氣為6×0.02mol=0.12mol，則用氫氣表示的反應(yīng)速率為

0.12mol 2L

3min

=0.02mol/（L．min），
平衡常數(shù)K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

，故答案為：0.02mol/（L．min）；

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

；
（2）該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，氣體體積增大的反應(yīng)，則
a．其他條件不變，壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，但溫度不變，K不變，故a錯(cuò)誤；
b．其他條件不變，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，K減小，故b正確；
c．其他條件不變，增大Si₃N₄物質(zhì)的量，平衡不移動(dòng)，故c錯(cuò)誤；
d．其他條件不變，增大HCl物質(zhì)的量平衡向左移動(dòng)，故d正確；
故答案為：bd；
（3）a．由反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則3v_正（N₂）=v_正（H₂），則3v_逆（N₂）=v_正（H₂），所以v_逆（N₂）=v_正（N₂），則達(dá)到平衡，故a正確；        
b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄），不能確定正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，故b錯(cuò)誤；  
c．因體積不變，氣體的質(zhì)量在變化，則混合氣體密度保持不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，故c正確；
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6，取決于反應(yīng)物的起始量及轉(zhuǎn)化程度，不能確定反應(yīng)是否平衡，故d錯(cuò)誤；
故答案為：ac．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算及影響反應(yīng)速率、反應(yīng)平衡的因素，題目難度不大，注重對考試常考點(diǎn)的考查，能較好的體現(xiàn)學(xué)生分析解答問題的能力．