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(guò)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) =               ；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為　　　　　　　　　    。

（2）其它條件不變時(shí)僅增大壓強(qiáng)，則                 。

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(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是　　　　  。

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

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                    ；圖中t₆時(shí)引起變化的原因可能是               。

由圖可知，平衡混合物中CO含量最高的時(shí)間段是                    。

 

Answer 1

【答案】

（1）0.25 mol/L·min（1分，計(jì)算或單位錯(cuò)不給分）；   K=（1分）（2）c   （1分）

（3）c、d（1分×2）33、升高溫度或縮小體積（增大壓強(qiáng)）（1分）；加入了催化劑（1分）。

t₃～t₄（1分）。

【解析】

試題分析：（1）可逆反應(yīng)3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）⇌Si₃N₄（s）+6CO（g）的平衡常數(shù)k=該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆反應(yīng)進(jìn)行，化學(xué)平衡常數(shù)減小；（2）由方程式可知，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，混亂度增大，熵值增大，故△S＞0；故答案為：＞；（3）A．單位時(shí)間生成2摩爾Si₃N₄的同時(shí)生成1摩爾的N₂，生成2摩爾Si₃N₄的消耗4molN₂，氮?dú)獾纳�成速率與消耗速率不相等，反應(yīng)未達(dá)平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B．平衡時(shí)c（N₂）與c（CO）之比為1：3，可能處于平衡狀態(tài)，也可能不處于平衡狀態(tài)，與氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率等有關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．平衡時(shí)平衡體系個(gè)組分的含量不變，CO的百分含量保持不變，說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；D．單位時(shí)間消耗1摩爾SiO₂的同時(shí)生成2摩爾的C，消耗1摩爾SiO₂需要消耗2molC，C的生成速率與消耗速率相等，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故D正確；故選CD；（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。

考點(diǎn)：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，比較基礎(chǔ)，注意方程式中物質(zhì)的狀態(tài)，理解外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響。