Question

20．石英与焦炭在高温的氮气流中发生可逆反应，能制得新型陶瓷材料氮化硅（Si₃N₄）：SiO₂（s）+C（s）+N₂（g）$\stackrel{高温}{→}$Si₃N₄（s）+CO（g）（未配平）△H＜0．下列叙述正确的是（　　）

• A． 该反应的氧化剂为N₂，还原产物为CO
• B． 反应中每生成0.1mol Si₃N₄转移电子的物质的量为1.2mol
• C． 增大压强平衡向正反应方向移动
• D． 反应平衡常数表示为K=$\frac{c（CO）}{c（{N}_{2}）}$，升高温度K值增大

Answer 1

分析 由产物CO可知，SiO₂与C化学计量数之比为1：2 由产物Si₃N₄可知SiO₂与N₂化学计量数之比为3：4，所以SiO₂、C+、N₂化学计量数之比为3：6：4，令SiO₂的化学计量数为3，结合元素守恒可知Si₃N₄、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g） $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Si₃N₄（s）+6CO（g）△H＜0，
A、化合价升高元素所在的反应物为还原剂；被还原的结果是还原产物，被氧化的结果是氧化产物；
B、化学反应中转移的电子数目等于元素化合价升高或降低的数目；
C、增大压强，化学平衡向着气体体积减小的方向进行；
D、此反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$，对于放热反应，升高温度，平衡常数减小．

解答 解：A、在氮化硅的合成反应中，氮元素的化合价由0价降低到-3价，所以氮气是氧化剂；碳元素的化合价升高，被氧化成CO，CO是氧化产物，故A错误；
B、氮元素的化合价总共降低了4×（3-0）=12价，所以每生成1molSi₃N₄，N₂得到12mol电子，当生成0.1mol Si₃N₄时转移电子的物质的量为1.2mol，故B正确；
C、增大压强，化学平衡向着气体体积减小的方向进行，即向着逆向进行，故C错误；
D、此反应的平衡常数K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$，对于放热反应，升高温度，平衡常数减小，故D错误；
故选B．

点评 本题考查学生有关氧化还原反应中的有关概念、电子转移以及化学平衡常数随温度的变化的知识，配平方程式是解题的关键，综合性较强．