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：

 

SiO₂+

 

C+

 

N₂

高温

 

Si₃N₄+

 

CO
（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在横线内）；
（2）该反应中的还原产物是

 

，若反应中转移6mol电子，则产生CO

 

mol．
（3）已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

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）；
（4）若使压强增大，则上述平衡向

 

反应方向移动（填“正”或“逆”）；
（5）若已知CO生成速率为v （CO）=1.8mol/（L?min），则N₂消耗速率为v （N₂）=

 

mol/（L?min）．

Answer 1

考点：氧化还原反应

专题：氧化还原反应专题

分析：（1）该反应中C元素化合价由0价变为+2价、N元素化合价由0价变为-3价，根据转移电子相等配平方程式；
（2）该反应中C是还原剂、氮气是氧化剂，则还原产物是氮化硅，根据CO和转移电子之间的关系式计算生成CO的物质的量；
（3）如果是放热反应，则反应热小于0，升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
（4）增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；
（5）同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比．

解答： 解：（1）该反应中C元素化合价由0价变为+2价、N元素化合价由0价变为-3价，根据转移电子相等知，其转移电子数是12，所以该反应方程式为3SiO₂+6C+2N₂

高温

Si₃N₄+6CO，故答案为：3；6；2；1；6；
（2）该反应中C是还原剂、氮气是氧化剂，则还原产物是Si₃N₄，
设生成CO的物质的量为x，
3SiO₂+6C+2N₂

高温

Si₃N₄+6CO转移电子
                        6mol 2mol
                         x   6mol
6mol：12mol=x：6mol
x=

6mol×6mol

12mol

=3mol
故答案为：Si₃N₄；3；
（3）如果是放热反应，则反应热小于0，升高温度，平衡向吸热反应方向即向逆反应方向移动，平衡常数减小，故答案为：小于；减小；
（4）增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，所以该反应向逆反应方向移动，故答案为：逆；
（5）同一可逆反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以N₂消耗速率为v （N₂）=

1

3

v （CO）=1.8 mol/（L?min）×

1

3

=0.60mol/（L?min），故答案为：0.60mol/（L?min）．

点评：本题以氧化还原反应为载体考查化学平衡移动、反应速率的计算、物质的量的计算等知识点，正确配平方程式是解本题关键，熟练基本概念、基本理论即可解答，题目难度不大．