Question

氮化硅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+6C+2N₂

高温  .

Si₃N₄+6CO；△H＜0．
（1）在容积固定的密闭容器中，分别在三种不同的实验条件下进行上述制备反应，测得N₂的物质的量浓度随时间的变化如图所示，②和③分别仅改变一种反应条件．所改变的条件分别是：②

 

；③

 

．
（2）1 000℃时，在2L密闭容器中进行上述反应，若起始时N₂浓度为4.0mol/L，经1小时反应达到平衡状态，此时容器内气体总浓度为10.0mol/L，则以CO表示的反应速率为

 

．若某时刻测得N₂和CO的浓度均为6.0mol/L，则反应的V_正

 

V_逆（填“大于”、“小于”、“等于”）．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的计算

专题：

分析：（1）根据图象，曲线②与①相比，反应速率变快，且达新平衡时氮气的浓度变大即增加氮气的浓度或平衡逆向移动，曲线③与①相比，反应速率变快，但在新平衡时氮气的浓度不变，即平衡没有移动，据此答题；
（2）根据化学方程式计算平衡时CO的浓度，再根据v=

△c

t

计算反应速率，根据Q（c）与K的大小关系判断反应移动的方向，据此答题；

解答： 解：（1）根据图象，曲线②与①相比，反应速率变快，且达新平衡时氮气的浓度变大即增加氮气的浓度或平衡逆向移动，而根据图可知，曲线①和②氮气的起始浓度相同，也就是氮的浓度没有改变，且由于该反应的正反应为放热反应，所以此时改变的条件为升高温度或通入CO，曲线③与①相比，反应速率变快，但在新平衡时氮气的浓度不变，即平衡没有移动，所以此时改变的条件为加入催化剂，
故答案为：升温或通CO；加入催化剂；
（2）根据3SiO₂+6C+2N₂

高温  .

Si₃N₄+6CO，设平衡时，CO的浓度为xmol/L，根据题意有4.0-

1

3

x+x=10，所以x=9，根据v=

△c

t

=

9mol/L

60min

=0.15 mol?L^-1?min^-1，此时N₂浓度为1.0mol/L，所以K=

96

12

=9⁶，当某时刻测得N₂和CO的浓度均为6.0mol/L，此时Q（c）=

66

62

=6⁴＜9⁶，所以此时反应未达平衡，要向正反应方向移动，所以V_正＞V_逆，
故答案为：0.15 mol?L^-1?min^-1； 大于．

点评：本题主要考查了化学反应速率的计算、影响平衡移动的因素、平衡常数的计算和应用，中等难度，解题的难度是第（2）问中的平衡常数的计算和应用．