Question

【题目】氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

（1）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、CO的量），反应速率v与 时间t的关系如图。图中t4时引起平衡移动的条件可能是______________________；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是____________。

（2）若该反应的平衡常数为 K＝729，则在同温度下1L密闭容器中，足量的SiO2和C与2mol N2充分反应，则N2的转化率是__________________ (提示：272 = 729)。

Answer 1

【答案】升高温度或增大压强t3~t450%

【解析】

（1）t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,可升高温度或增大压强；t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，但平衡不移动，前后气体系数之和不等,只能是使用催化剂；在t3~t4时反应向逆反应方向移动，则t3~t4时平衡混合物中CO的含量最高；因此，本题正确答案是：升高温度或缩小体积， t3~t4。

（2）设反应的氮气的物质的量为x,容器的体积为1L；

3SiO2(s)+ 2N2(g) +6C(s) 6CO(g) + Si3N4(s)

起始 2 0

转化 x 3x

平衡 2- x 3x

则平衡时氮气的浓度为(2-x)mol/L, CO的浓度为3xmol/L，则有：（3x）6/(2-x)2=729,解之得x=1，则氮气的转化率是1/2×100%=50%；正确答案：50%。