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氣流中，通過以下反應制得：3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

（1）達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、CO的量），反應速率v與 時間t的關系如圖。圖中t4時引起平衡移動的條件可能是______________________；圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是____________。

（2）若該反應的平衡常數為 K＝729，則在同溫度下1L密閉容器中，足量的SiO2和C與2mol N2充分反應，則N2的轉化率是__________________ (提示：272 = 729)。

Answer 1

【答案】升高溫度或增大壓強t3~t450%

【解析】

（1）t4時正逆反應速率都較原平衡時的速率大,可升高溫度或增大壓強；t6時正逆反應速率都較原平衡時的速率大，但平衡不移動，前后氣體系數之和不等,只能是使用催化劑；在t3~t4時反應向逆反應方向移動，則t3~t4時平衡混合物中CO的含量最高；因此，本題正確答案是：升高溫度或縮小體積， t3~t4。

（2）設反應的氮氣的物質的量為x,容器的體積為1L；

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

起始 2 0

轉化 x 3x

平衡 2- x 3x

則平衡時氮氣的濃度為(2-x)mol/L, CO的濃度為3xmol/L，則有：（3x）6/(2-x)2=729,解之得x=1，則氮氣的轉化率是1/2×100%=50%；正確答案：50%。