Question

（2009?兖州市模拟）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：3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）

高温  .

Si₃N₄（s）+6CO（g）
（1）该反应的平衡常数表达式为K=

K=

[c(CO)]6

[c(N2)]2

，

；
（2）若知上述反应为放热反应，则升高温度，其平衡常数值

减小

（选填“增大”、“减小”
或“不变”）； 若已知CO生成速率为v（CO）=18mol?L^-1?min^-1，则N₂消耗速率为v（N₂）=

6mol?L^-1?min^-1

．
（3）达到平衡后，改变某一外界条件，反应速率v与时间t的关系如图：
若不改变N₂、CO的量，则图中t₄时引起平衡移动的条件可能是

升高温度或缩小体积

；图中t₆时引起变化的条件是

加入了催化剂

；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是

t₃～t₄

．

Answer 1

分析：（1）根据平衡常数等于气体生成物的浓度幂之积除以气体反应物的浓度幂之积计算；
（2）反应放热，△H＜0，根据升高温度平衡移动的方向判断平衡常数的变化；根据速率之比等于化学计量数之比计算反应速率；
（3）t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，可升高温度或增大压强；t₆时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，但平衡不移动，前后气体系数之和不等，只能是使用催化剂；在反应向逆反应之前衡混合物中CO的含量最高；

解答：解：（1）平衡常数等于气体生成物的浓度幂之积除以气体反应物的浓度幂之积，则K=

[c(CO)]6

[c(N2)]2

，故答案为：K=

[c(CO)]6

[c(N2)]2

；
（2）反应放热，△H＜0，升高温度平衡移动逆反应方向移动，平衡常数减小，速率之比等于化学计量数之比，则v（N₂）=

1

3

×v（CO）=

1

3

×18mol?L^-1．min^?1=6 mol?L^-1．min^?1，
故答案为：减小；6 mol?L^-1?min^-1；
（3）t₄时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，可升高温度或增大压强；t₆时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，但平衡不移动，前后气体系数之和不等，只能是使用催化剂；在t₄时反应向逆反应方向移动，则t3～t4时平衡混合物中CO的含量最高，
故答案为：升高温度或缩小体积；加入了催化剂；t₃～t₄．

点评：本题考查化学平衡的移动，难度不大，做题时注意外界条件对化学平衡的影响．