Question

【題目】氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它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）該反應的平衡常數表達式為K=_________；

（2）若知上述反應為放熱反應，則其反應熱△H___0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高溫度，其平衡常數值___（填“增大”、“減小”或“不變”）；若已知CO生成速率為v（CO）=18molL﹣1min﹣1，則N2消耗速率為v（N2）=_____；

（3）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_____。

Answer 1

【答案】 ＜ 減小 6mol/（Lmin） 升高溫度或增大壓強； t3﹣t4

【解析】

（1）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值；

（2）該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應方向移動，化學平衡常數減小；由化學反應速率之比等于化學計量數之比計算可得；

（3）該反應是一個氣體體積增大的放熱反應，升高溫度或增大壓強，正逆反應速率都增大，平衡都向逆反應方向移動。

（1）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，則該反應的平衡常數表達式是K＝，故答案為：；

（2）該反應為放熱反應，則反應熱△H小于0；升高溫度，平衡向吸熱的逆反應方向移動，化學平衡常數減小；由化學反應速率之比等于化學計量數之比可知，N2消耗速率為v(N2)＝v（NO）=×18mol·L-1·min-1＝6 mol L-1min-1，故答案為：＜；減小；6mol/（Lmin）；

（3）由圖可知，t4時改變某一外界條件，正逆反應速率都增大，正反應速率小于逆反應速率，平衡向逆反應方向移動，該反應是一個氣體體積增大的放熱反應，升高溫度或增大壓強，平衡都向逆反應方向移動，則改變的條件可能是升高溫度或增大壓強；根據圖像可知，從反應開始至t3時，反應一直是向正反應方向進行的，而從t4開始反應向逆反應方向進行，則表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是t3～t4，故答案為：升高溫度或增大壓強；t3～t4。