Question

8．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）$\stackrel{高温}{?}$ Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H＜0
完成下列填空：
（1）试写出SiCl₄的电子式．
（2）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的物质的量增加了0.02mol，则H₂的平均反应速率为0.02．
（3）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是bd．
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的物质的量平衡向左移动
d．其他条件不变，增大HCl的浓度平衡向左移动
（4）一定条件下，在恒容密闭的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是ac．
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
e．单位时间内有n molN₂消耗的同时有6molHCl生成
（5）若平衡时H₂和HCl的物质的量之比为m：n，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＜m：n（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）SiCl₄为共价化合物，硅原子和四个氯原子形成四个共价键，据此书写电子式；
（2）固体的物质的量增加了0.02mol为Si₃N₄的物质的量，根据方程式计算消耗氢气的物质的量，再根据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算v（H₂）；
（3）A．平衡常数只受温度影响；
B．正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小；
C．Si₃N₄是固体，增大其物质的量，不影响平衡移动；
D．增大HCl物质的量，平衡向消耗HCl的方向移动；
（4）A．根据速率之比对化学计量数之比，可以确定v_正（H₂）=v_逆（H₂）；
B．都表示正反应速率，反应自始至终都都成立；
C．混合气体密度保持不变说明混合气体的总质量不变，而平衡移动则气体的质量发生变化；
D．平衡时浓度关系与起始浓度有关、与转化率有关；
（5）该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，到达新平衡，H₂的物质的量减小，HCl的物质的量物质的量增大．

解答 解：（1）SiCl₄为共价化合物，硅原子和四个氯原子形成四个共价键，电子式为，
故答案为：；
（2）3min后达到平衡，测得固体的物质的量增加了0.02mol，为Si₃N₄（s）的物质的量，根据方程式可知消耗氢气的物质的量=0.02mol×6=0.12mol，故v（H₂）=$\frac{\frac{0.12mol}{2L}}{3min}$=0.02mol/（L．min）；
故答案为：0.02；
（2）a．平衡常数只受温度影响，压强增大，平衡常数K不变，故a错误；
b．正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故b正确；
c．Si₃N₄是固体，增大其物质的量，不影响平衡移动，故c错误；
d．增大HCl物质的量，平衡向消耗HCl的方向移动，即向逆反应方向移动，故d正确，
故答案为：bd；
（3）a．根据速率之比对化学计量数之比，可以确定v_正（H₂）=v_逆（H₂），说明反应到达平衡状态，故a正确；
b．都表示正反应速率，反应自始至终都都成立，不能说明到达平衡状态，故b错误；
c．混合气体密度保持不变说明混合气体的总质量不变，而平衡移动则气体的质量发生变化，可以说明到达平衡状态，故c正确；
d．平衡时浓度关系与起始浓度有关、与转化率有关，不能说明到达平衡状态，故d错误，
故答案为：ac；
（4）该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，到达新平衡，H₂的物质的量减小，HCl的物质的量物质的量增大，新平衡H₂和HCl的物质的量之比＜$\frac{m}{n}$，
故答案为：＜．

点评 本题考查化学反应速率与化学平衡，意在考查学生的思维能力和分析、推断能力，题目难度中等．