Question

工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)　ΔH<0

某溫度和壓強條件下,分別將0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密閉容器內(nèi),進行上述反應(yīng),5 min達到平衡狀態(tài),所得Si3N4(s)的質(zhì)量是5.60 g。

(1)H2的平均反應(yīng)速率是　　　　 mol·L-1·min-1。 

(2)平衡時容器內(nèi)N2的濃度是　　　　 mol·L-1。 

(3)SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率是　　　　。 

(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不斷擴大加料,SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率應(yīng)　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。 

(5)在不改變反應(yīng)條件的情況下,為了提高SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率,可通過改變投料配比的方式來實現(xiàn)。下列四種投料方式,其中可行的是　　　　。 

選項投料方式

An(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=1∶1∶2

Bn(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 1∶2∶2

Cn(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 3∶2∶2

Dn(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 2∶1∶3

 

(6)達到平衡后升高溫度,其他條件不變,對平衡體系產(chǎn)生的影響是　　　　(填字母序號)。 

A.c(HCl)減少

B.正反應(yīng)速率減慢,逆反應(yīng)速率加快

C.Si3N4的物質(zhì)的量減小

D.重新平衡時c(H2)/c(HCl)增大

 

Answer 1

【答案】

(1)0.048　(2)0.06　(3)40%　(4)減小　(5)A、B　(6)A、C、D

【解析】依據(jù)“三部曲”計算

　　　　3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)

:0.150.10.30

:0.060.040.120.24

:0.090.060.180.24

(4)相當(dāng)于加壓,平衡左移;(5)A、B、C、D的投料比分別為3∶3∶6、3∶6∶6、3∶2∶2、3∶1.5∶4.5,A、B、C、D分別相當(dāng)于在3∶2∶6的投料配比基礎(chǔ)上增加N2、增加N2、減少H2、減少N2和H2;(6)升高溫度不論平衡向哪個方向移動,正逆反應(yīng)速率均增大,B錯誤;升高溫度,平衡左移,c(H2)增大,c(HCl)減小,A、C、D正確