Question

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)　ΔH<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2 L,3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为________mol/(L·min)；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)一定条件下，在密闭恒容的容器中， 能表示上述反应达到化学平衡状态的是________。

a．3v逆(N2)＝v正(H2)

b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)

c．混合气体密度保持不变

d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6

(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比________m/n(填“>”、“＝”或“<”)。

 

Answer 1

(1)0.02　

(2)bd　(2)ac　(4)<

【解析】(1)反应达到平衡后，Δn(Si3N4)＝2.80/140＝0.02 mol ，故

v(H2)＝＝0.02 mol/(L·min)。

(2)平衡常数是温度的函数，与压强无关，故a错误；温度升高，平衡逆向移动，K减小，故b正确；增大固体物质的物质的量，平衡不移动，故c错误；增大n(HCl)，平衡逆向移动K减小，故d正确。

(3)a项，表示v正＝v逆，故正确；b项，均为v正，故错误；c项，由于容器密闭恒容，且该反应前后气体的物质的量发生改变，当混合气体的密度不变时，则各气体的物质的量不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故正确；d项，当各物质的浓度比等于化学计量数之比时，不能表示反应已达到平衡状态，故错误。

(4)温度降低，平衡正向移动，n(H2)减小，n(HCl)增大，故达到新平衡时 。