Question

（8分）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(yīng)制得：

□SiO₂＋□C＋□N₂□Si₃N₄＋□CO

（1）配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（將化學(xué)計量數(shù)填在方框內(nèi)）；

（2）該反應(yīng)的氧化劑是　　　　　　　 ，其還原產(chǎn)物是　　　　　　 ；

（3）若知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱△H　　　　 零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高溫度，其平衡常數(shù)值　　　　　 （填“增大”、“減小”或“不變”）；

（4）若使壓強增大，則上述平衡向　　　　　 反應(yīng)方向移動（填“正”或“逆”）；

（5）若已知CO生成速率為v(CO)＝18mol/(L.min)，則N₂消耗速速率為v(N₂)＝　　　　　　 mol/(L.min)。

 

Answer 1

【答案】

（1）3，6，2，1，6（2分）

（2）N₂，Si₃N₄       （3）小于     減小    （4）逆    （5）6（每空1分）

【解析】（1）反應(yīng)中碳元素的化合價從0價升高到＋2價，失去2個電子；氮元素的化合價從0價降低到－3價，得到3個電子。所以根據(jù)電子的得失守恒可知，還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是3︰1，所以配平后的化學(xué)計量數(shù)分別依次是3，6，2，1，6。

（2）根據(jù)（1）可知氮氣是氧化劑，其還原產(chǎn)物是Si₃N₄。

（3）放熱反應(yīng)的△H小于0。升高溫度平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，因此平衡常數(shù)減小。

（4）根據(jù)配平后的方程式可知，正反應(yīng)是體積增大的，所以增大壓強，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

（5）根據(jù)反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比可知，氮氣的消耗速率是18mol/(L.min)÷3＝6mol/(L.min)。