Question

（17分）氮化硅是一種新型陶瓷材料，它可由石英晶體與焦炭顆粒在高溫的氮氣流中，通過如下反應制得：3SiO₂ + 6C + 2N₂ Si₃N₄ + 6CO，該反應過程中的能量變化如圖⑵所示；回答下列問題：

（1）上述反應中的還原劑是         ，還原產物是       。
（2）該反應是         （填“吸熱”或“放熱”）反應。
（3）在一定溫度下，上述反應在4L密閉容器內進行，用M、N兩種物質描述其物質的量隨時間變化的曲線如圖⑶所示：

①M、N表示的物質分別為        、         。
②比較t₂時刻，正逆反應速率大小_{（正）     （逆）}。
（填“>”、“=”、“<”）。.
③若t₂=2min，計算反應開始至t₂時刻，M的平均化學反應速率為             。
④t₃時刻化學反應達到平衡時反應物的轉化率為         。
（4）①某種氫燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質，某電極上發生的電極反應為：A極H₂－2e^－＋O^2－===H₂O；則A極是電池的      極 (填“正”或“負”)。
②上述合成氮化硅的反應產生的尾氣不能排放，經過處理以后可以用下圖所示的儀器測量尾氣中CO的含量。多孔電極中間的固體氧化鋯—氧化釔為電解質，這種固體電解質允許O^2-在其間通過，其工作原理如圖⑷所示，其中多孔Pt電極a、b分別是氣體CO、O₂的載體。

Ⅰ.該電池的正極為          （填a或b）；O² 流向        （填  “正極”或“負極”）
Ⅱ.該電池的正極反應式為                    ，負極反應式為                       。

Answer 1

（1）C；Si₃N₄ ；（2）放熱 ；（3）① CO 、N₂； ②_（正）  > _（逆）③ 1mol/(L·min)；④  75% ；
（4）① 負 。②Ⅰ.  b  ；負極； Ⅱ.正極反應為O₂＋4e^－===2O^2－ ；負極反應為CO－2e^－＋O^2－===CO₂。

解析