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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:
精英家教网SiO2(s)+精英家教网C(s)+精英家教网N2(g)
高温
 精英家教网Si3N4(s)+精英家教网CO(g)
(1)配平反应中各物质的化学计量数,并标明电子转移方向和数目.
(2)该反应的氧化剂是
 
,其还原产物是
 
.
(3)上述反应进程中能量变化示意图如图1,试在图象中用虚线表示在反应中使用催化剂后能量的变化情况.
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(4)该反应的平衡常数表达式为K=
 
.升高温度,其平衡常数
 
(选填“增大”、“减小”或“不变”).
(5)该化学反应速率与反应时间的关系如图2所示,t2时引起v正突变、v逆渐变的原因是
 
,t3引起变化的因素为
 
,t5时引起v逆大变化、v正小变化的原因是
 
.
分析:(1)根据氧化还原反应化合价升降总数相等以及质量守恒来解答;
(2)所含元素化合价降低的反应物为氧化剂,氧化剂发生还原反应生成还原产物.
(3)反应中使用催化剂后能降低反应的活化能,进而加快反应速率;
(4)书写平衡常数表达式时,固体和纯液不代入表达式,反应物的总能量比生成物的总能高所以正反应为反热反应.
解答:解:(1)Si的化合价前后未变,N的化合价由0降为-3,C的化合价由0升为+2,生成1个Si3N4化合价降低12,生成1个CO化合价升高2,根据化合价升降总数相等以及质量守恒得,精英家教网,
故答案为:精英家教网;
(2)所含元素化合价降低的反应物是氧化剂,氧化剂被还原得到的生成物是还原产物,所以N2是氧化剂,Si3N4是还原产物.
故答案为:N2; Si3N4;
(3)催化剂后能降低反应的活化能,进而加快反应速率,故答案为:精英家教网;
(4)书写平衡常数表达式时,固体和纯液不代入表达式,所以K=
c6(CO)
c2(N2)
,其正反应为放热反应,升高温度,其平衡常数减小,故答案为:
c6(CO)
c2(N2)
;减小;
(5)t2时引起v正突变、v逆渐变的原因是,增大了氮气的浓度,平衡正向正向移动,v正>v逆,t3时速率变大,但平衡未移动,而两边的化学计量数不等,故不是增大压强,而引起变化的因素是加入(使用)了(正)催化剂;t5时引起v逆、v正都变大,但v逆>v正平衡正向移动,所以变化的原因是升高温度或缩小容器体积,
故答案为:增大了氮气的浓度;加入(使用)了(正)催化剂;升高温度或缩小容器体积.
点评:本题考查学生有关氧化还原反应中的有关概念、配平,电子转移等,化学平衡的图象知识,可以根据所学知识进行回答.
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