Question

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)　ΔH<0

某温度和压强条件下,分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密闭容器内,进行上述反应,5 min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60 g。

(1)H2的平均反应速率是　　　　 mol·L-1·min-1。 

(2)平衡时容器内N2的浓度是　　　　 mol·L-1。 

(3)SiCl4(g)的转化率是　　　　。 

(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 

(5)在不改变反应条件的情况下,为了提高SiCl4(g)的转化率,可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式,其中可行的是　　　　。 

选项投料方式

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)达到平衡后升高温度,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是　　　　(填字母序号)。 

A.c(HCl)减少

B.正反应速率减慢,逆反应速率加快

C.Si3N4的物质的量减小

D.重新平衡时c(H2)/c(HCl)增大

 

Answer 1

【答案】

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

【解析】依据“三部曲”计算

　　　　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)相当于加压,平衡左移;(5)A、B、C、D的投料比分别为3∶3∶6、3∶6∶6、3∶2∶2、3∶1.5∶4.5,A、B、C、D分别相当于在3∶2∶6的投料配比基础上增加N2、增加N2、减少H2、减少N2和H2;(6)升高温度不论平衡向哪个方向移动,正逆反应速率均增大,B错误;升高温度,平衡左移,c(H2)增大,c(HCl)减小,A、C、D正确