Question

8．用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動機的熱效率．工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）$\stackrel{高溫}{?}$ Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H＜0
完成下列填空：
（1）試寫出SiCl₄的電子式．
（2）在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2L，3min后達到平衡，測得固體的物質的量增加了0.02mol，則H₂的平均反應速率為0.02．
（3）上述反應達到平衡后，下列說法正確的是bd．
a．其他條件不變，壓強增大，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的物質的量平衡向左移動
d．其他條件不變，增大HCl的濃度平衡向左移動
（4）一定條件下，在恒容密閉的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態(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
e．單位時間內有n molN₂消耗的同時有6molHCl生成
（5）若平衡時H₂和HCl的物質的量之比為m：n，保持其它條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，H₂和HCl的物質的量之比＜m：n（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）SiCl₄為共價化合物，硅原子和四個氯原子形成四個共價鍵，據此書寫電子式；
（2）固體的物質的量增加了0.02mol為Si₃N₄的物質的量，根據方程式計算消耗氫氣的物質的量，再根據v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計算v（H₂）；
（3）A．平衡常數(shù)只受溫度影響；
B．正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減�。�
C．Si₃N₄是固體，增大其物質的量，不影響平衡移動；
D．增大HCl物質的量，平衡向消耗HCl的方向移動；
（4）A．根據速率之比對化學計量數(shù)之比，可以確定v_正（H₂）=v_逆（H₂）；
B．都表示正反應速率，反應自始至終都都成立；
C．混合氣體密度保持不變說明混合氣體的總質量不變，而平衡移動則氣體的質量發(fā)生變化；
D．平衡時濃度關系與起始濃度有關、與轉化率有關；
（5）該反應正反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應移動，到達新平衡，H₂的物質的量減小，HCl的物質的量物質的量增大．

解答 解：（1）SiCl₄為共價化合物，硅原子和四個氯原子形成四個共價鍵，電子式為，
故答案為：；
（2）3min后達到平衡，測得固體的物質的量增加了0.02mol，為Si₃N₄（s）的物質的量，根據方程式可知消耗氫氣的物質的量=0.02mol×6=0.12mol，故v（H₂）=$\frac{\frac{0.12mol}{2L}}{3min}$=0.02mol/（L．min）；
故答案為：0.02；
（2）a．平衡常數(shù)只受溫度影響，壓強增大，平衡常數(shù)K不變，故a錯誤；
b．正反應為放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，故b正確；
c．Si₃N₄是固體，增大其物質的量，不影響平衡移動，故c錯誤；
d．增大HCl物質的量，平衡向消耗HCl的方向移動，即向逆反應方向移動，故d正確，
故答案為：bd；
（3）a．根據速率之比對化學計量數(shù)之比，可以確定v_正（H₂）=v_逆（H₂），說明反應到達平衡狀態(tài)，故a正確；
b．都表示正反應速率，反應自始至終都都成立，不能說明到達平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．混合氣體密度保持不變說明混合氣體的總質量不變，而平衡移動則氣體的質量發(fā)生變化，可以說明到達平衡狀態(tài)，故c正確；
d．平衡時濃度關系與起始濃度有關、與轉化率有關，不能說明到達平衡狀態(tài)，故d錯誤，
故答案為：ac；
（4）該反應正反應是放熱反應，降低溫度，平衡向正反應移動，到達新平衡，H₂的物質的量減小，HCl的物質的量物質的量增大，新平衡H₂和HCl的物質的量之比＜$\frac{m}{n}$，
故答案為：＜．

點評 本題考查化學反應速率與化學平衡，意在考查學生的思維能力和分析、推斷能力，題目難度中等．