Question

【题目】用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）Si3N4（s）+12HCl（g）△H＜0 完成下列填空：
（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则H2的平均反应速率 mol（Lmin）﹣1；该反应的平衡常数表达式K= ．
（2）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是 ．
a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小
b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小
c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量，平衡向左移动
d．其他条件不变，增大HCl物质的量，平衡向左移动
（3）将0.050mol SO2（g）和0.030mol O2（g）放入容积为1L的密闭容器中，反应2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）在一定条件下达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L．计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率（写出计算过程）．

Answer 1

【答案】
（1）0.02,
（2）bd
（3）80%
【解析】解：（1）3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则生成n（Si3N4）= =0.2mol，则消耗氢气为0.2mol×6=1.2mol，则H2的平均反应速率为 =0.02 mol（Lmin）﹣1；该反应的平衡常数表达式K= ，

所以答案是：0.02； ；
（2）a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K不变，K只与温度有关，故错误；

b．该反应为放热单元，其他条件不变，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故正确；

c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量，纯固体不影响平衡移动，则平衡不移动，故错误；

d．其他条件不变，增大HCl物质的量，生成物浓度增大，平衡向左移动，故正确；

所以答案是：bd；
（3）达到平衡，测得c（SO3）=0.040mol/L，则

	2SO2（g）+	O2（g）	2SO3（g）
起始	0.05	0.03	0
转化	0.04	0.02	0.04
平衡	0.01	0.01	0.04

则K= =1.6×103 molL﹣1，

α（SO2）= ×100%=80%，

答：该条件下反应的平衡常数K为1.6×103 molL﹣1，SO2的平衡转化率为80%．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．