Question

用氮化硅(Si₃N₄)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl₄(g)＋2N₂(g)＋6H₂(g)Si₃N₄(s)＋1₂HCl(g)＋Q(Q＞0)

完成下列填空：

1．在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H₂的平均反应速率________mol/(L·min)；该反应的平衡常数表达式K＝________

2．上述反应达到平衡后，下列说法正确的是________．

a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小

b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

c．其他条件不变，增大Si₃N₄物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

3．一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是________．

a．3v_逆(N₂)＝v_正(H₂)

b．v_正(HCl)＝4v_正(SiCl₄)

c．混合气体密度保持不变

d．c(N₂)∶c(H₂)∶c(HCl)＝1∶3∶6

4．若平衡时H₂和HCl的物质的量之比为，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H₂和HCl的物质的量之比________(填“＞”、“＝”或“＜”)．

Answer 1

答案：
解析：

　　答案：1．0.02、(2分)；

　　2．bd(2分)

　　3．ac(2分)；

　　4．＜(2分)

　　解析：本题考查化学反应速率与化学平衡，意在考查考生的思维能力和分析、推断能力．(1)由方程式可知固体(Si₃N₄)质量增加2.80 g时消耗n(H₂)＝2．80 g/140 g·mol^－1×6＝0.12 mol，故v(H₂)＝0.12 mol/(2 L·3 min)＝0.02 mol/(L·min)；利用反应方程式可直接写出反应的平衡常数表达式．(2)因反应为放热反应，故反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，b正确、温度不变，加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变，a错误、其他条件不变，增加固体Si₃N₄平衡不移动，c错误、其他条件不变，增大HCl的物质的量，平衡向消耗HCl的逆反应方向移动，d正确．(3)利用化学反应速率之比等于化学方程式计量系数比可知a项叙述表示v_正＝v_逆，表示反应达到平衡态；b项均表示正反应，无论反应是否处于平衡态，都成立；d项表示的浓度关系与是否平衡无关；混合气体密度不变说明溶液中气体质量不变，而平衡移动则气体质量改变，所以c项表示达到平衡态．(4)降低温度，平衡正向移动，n(H₂)/n(HCl)变小．