Question

【题目】氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它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）Si3N4（s）+6CO（g）。

（1）该反应的平衡常数表达式为K=_________；

（2）若知上述反应为放热反应，则其反应热△H___0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高温度，其平衡常数值___（填“增大”、“减小”或“不变”）；若已知CO生成速率为v（CO）=18molL﹣1min﹣1，则N2消耗速率为v（N2）=_____；

（3）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、CO的量），反应速率v与时间t的关系如图．图中t4时引起平衡移动的条件可能是___；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是_____。

Answer 1

【答案】 ＜ 减小 6mol/（Lmin） 升高温度或增大压强； t3﹣t4

【解析】

（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值；

（2）该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，化学平衡常数减小；由化学反应速率之比等于化学计量数之比计算可得；

（3）该反应是一个气体体积增大的放热反应，升高温度或增大压强，正逆反应速率都增大，平衡都向逆反应方向移动。

（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则该反应的平衡常数表达式是K＝，故答案为：；

（2）该反应为放热反应，则反应热△H小于0；升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，化学平衡常数减小；由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，N2消耗速率为v(N2)＝v（NO）=×18mol·L-1·min-1＝6 mol L-1min-1，故答案为：＜；减小；6mol/（Lmin）；

（3）由图可知，t4时改变某一外界条件，正逆反应速率都增大，正反应速率小于逆反应速率，平衡向逆反应方向移动，该反应是一个气体体积增大的放热反应，升高温度或增大压强，平衡都向逆反应方向移动，则改变的条件可能是升高温度或增大压强；根据图像可知，从反应开始至t3时，反应一直是向正反应方向进行的，而从t4开始反应向逆反应方向进行，则表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是t3～t4，故答案为：升高温度或增大压强；t3～t4。