Question

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?dú)饬髦�，通過以下反應(yīng)制得：
3SiO_2（s）+6C_（s）+2N_2（g）

高溫

Si₃N_4（s）+6CO_（g）
（1）該反應(yīng)的氧化劑是

 

，其還原產(chǎn)物是

 

；
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

 

；
（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(qiáng)增大，則上述平衡向

 

反應(yīng)方向移動(dòng)（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）．
（6）若該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K=729，則在同溫度下1L密閉容器中，一定量的SiO₂和C與2mol N₂充分反應(yīng)，試計(jì)算N₂的轉(zhuǎn)化率=

 

．（已知27²=729）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,氧化還原反應(yīng),化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡的影響因素

專題：氧化還原反應(yīng)專題,化學(xué)平衡專題

分析：（1）根據(jù)化合價(jià)降低的是氧化劑、氧化劑對(duì)應(yīng)的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物來判斷；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義；
（3）根據(jù)放熱反應(yīng)，△H＜0，以及溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響、平衡常數(shù)的影響，
（4）根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響；
（5）根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；
（6）根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算．

解答： 解：（1）化合價(jià)降低的反應(yīng)物是氧化劑，氧化劑被還原得到的生成物是還原產(chǎn)物，故答案為：N₂；Si₃N₄；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

C 6(CO)

C 2(N2)

，故答案為：

C 6(CO)

C 2(N2)

；
（4）因反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以△H＜0，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物的濃度增大，生成物濃度減少，平衡常數(shù)減小，故答案為：小于；減�。�
（5）壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向，故答案為：逆；
（6）速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v（N₂）=

1

3

v（CO）=6mol/（L?min），故答案為：6；
（6）設(shè)反應(yīng)的N₂的物質(zhì)的量為x，
     3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）

高溫  .

Si₃N₄（s）+6CO（g）
起始：2mol                          0
轉(zhuǎn)化：x                            3x
平衡：2-x                          3x
則平衡時(shí)N₂的濃度為（2-x）mol/L，CO的濃度為3x mol/L，則有：

(3x)6

(2-x)2

=729，解之得x=1，
則N₂的轉(zhuǎn)化率是

1

2

=50%，
故答案為：50%．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合題，主要考查了氧化還原反應(yīng)、化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，難度不大，做題時(shí)注意平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用．．