Question

用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件，能大幅度提高發動機的熱效率。工業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) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0

完成下列填空：

(1)在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2 L,3 min后達到平衡，測得固體的質量增加了2.80 g，則H2的平均反應速率為________mol/(L·min)；該反應的平衡常數表達式K＝________。

(2)上述反應達到平衡后，下列說法正確的是________。

a．其他條件不變，壓強增大，平衡常數K減小

b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數K減小

c．其他條件不變，增大Si3N4物質的量平衡向左移動

d．其他條件不變，增大HCl物質的量平衡向左移動

(3)一定條件下，在密閉恒容的容器中， 能表示上述反應達到化學平衡狀態的是________。

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

(4)若平衡時H2和HCl的物質的量之比為m/n，保持其他條件不變，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

(1)0.02　

(2)bd　(2)ac　(4)<

【解析】(1)反應達到平衡后，Δn(Si3N4)＝2.80/140＝0.02 mol ，故

v(H2)＝＝0.02 mol/(L·min)。

(2)平衡常數是溫度的函數，與壓強無關，故a錯誤；溫度升高，平衡逆向移動，K減小，故b正確；增大固體物質的物質的量，平衡不移動，故c錯誤；增大n(HCl)，平衡逆向移動K減小，故d正確。

(3)a項，表示v正＝v逆，故正確；b項，均為v正，故錯誤；c項，由于容器密閉恒容，且該反應前后氣體的物質的量發生改變，當混合氣體的密度不變時，則各氣體的物質的量不再變化，說明反應已經達到平衡狀態，故正確；d項，當各物質的濃度比等于化學計量數之比時，不能表示反應已達到平衡狀態，故錯誤。

(4)溫度降低，平衡正向移動，n(H2)減小，n(HCl)增大，故達到新平衡時 。