Question

16．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：3SiO_2（S）+6C_（S）+2N_2（g）?Si₃N_4（S）+6CO_（g）
（1）该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$；
（2）若知上述反应为放热反应，则其反应热△H＜零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值减小（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）若使压强增大，则上述平衡向逆反应方向移动（填“正”或“逆”）；若增加一定质量的碳，则上述平衡向不移动反应方向移动（填“正”或“逆”或“不移动”）
（4）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L•min），则N₂消耗速速率为v（N₂）=6mol/（L•min）．

Answer 1

分析 （1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应达到平衡时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，注意固体、纯液体浓度为常数，不用写固体、纯液体的浓度；
（2）对于放热反应，反应热△H＜0；该反应为放热反应，升高温度平衡逆反应进行，化学平衡常数减小；
（3）增大压强平衡向气体体积减小的方向移动；碳是固体，增大碳的用量，不影响反应速率；
（4）根据速率之比等于化学计量数之比计算．

解答 解：（1）可逆反应3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g）?Si₃N₄（s）+6CO（g）的平衡常数K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$；
故答案为：$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$；
（2）对于放热反应，反应热△H＜0；该反应为放热反应，升高温度平衡逆反应进行，化学平衡常数减小；
故答案为：＜；减小；
（3）该反应正反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即向逆反应移动；
碳是固体，增大碳的用量，不影响反应速率，平衡不移动；
故答案为：逆；不移动；
（4）已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L•min），根据速率之比等于化学计量数之比，则N₂消耗速率为v（N₂）=$\frac{1}{3}$v（CO）=$\frac{1}{3}$×18mol/（L•min）=6mol/（L•min）；
故答案为：6mol/（L•min）．

点评 本题考查化学平衡常数与影响因素、影响平衡移动的因素、化学反应速率计算等，比较基础，注意方程式中物质的状态，注意基础知识的掌握．