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?dú)饬髦�，通過(guò)以下反應(yīng)制得：

3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)

(1)該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是______；

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=____________；

(3)若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱△H______0(填“＞”、“＜”或“=”)；升高溫度，其平衡常數(shù)值______(填“增大”、“減小”或“不變”)；若已知CO生成速率為(CO)=18molL﹣1min﹣1，則N2消耗速率為(N2)=_________；

(4)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件(不改變N2、CO的量)，反應(yīng)速率與時(shí)間t的關(guān)系如圖，圖中t4時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是__________；圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時(shí)間是__________。

Answer 1

【答案】Si3N4 ＜ 減小 6 molL﹣1min﹣1 升高溫度或增大壓強(qiáng) t3-t4

【解析】

(1) 反應(yīng)中N元素的化合價(jià)降低，由0價(jià)降為-3價(jià)，則氧化劑為氮?dú)�，氧化劑�?duì)應(yīng)的生成物為還原產(chǎn)物，還原產(chǎn)物為Si3N4；

(2)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，則K=；

(3) 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H<0；升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則，已知CO生成速率為(CO)=18molL﹣1min﹣1，(N2)= 6molL﹣1min﹣1；

(4) t4時(shí)正逆反應(yīng)速率都較原平衡時(shí)的速率大，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，可升高溫度或增大壓強(qiáng)；t2~t3平衡正向移動(dòng)，t3~t4保持平衡狀態(tài)，在t4~t5反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則t3～t4時(shí)平衡混合物中CO的含量最高；

故答案為：升高溫度或增大壓強(qiáng)；t3～t4。