Question

20．石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦邪l(fā)生可逆反應(yīng)，能制得新型陶瓷材料氮化硅（Si₃N₄）：SiO₂（s）+C（s）+N₂（g）$\stackrel{高溫}{→}$Si₃N₄（s）+CO（g）（未配平）△H＜0．下列敘述正確的是（　�。�

• A． 該反應(yīng)的氧化劑為N₂，還原產(chǎn)物為CO
• B． 反應(yīng)中每生成0.1mol Si₃N₄轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.2mol
• C． 增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
• D． 反應(yīng)平衡常數(shù)表示為K=$\frac{c（CO）}{c（{N}_{2}）}$，升高溫度K值增大

Answer 1

分析 由產(chǎn)物CO可知，SiO₂與C化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：2 由產(chǎn)物Si₃N₄可知SiO₂與N₂化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：4，所以SiO₂、C+、N₂化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3：6：4，令SiO₂的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，結(jié)合元素守恒可知Si₃N₄、CO化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為1、6，配平后方程式為3SiO₂（s）+6C（s）+2N₂（g） $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Si₃N₄（s）+6CO（g）△H＜0，
A、化合價(jià)升高元素所在的反應(yīng)物為還原劑；被還原的結(jié)果是還原產(chǎn)物，被氧化的結(jié)果是氧化產(chǎn)物；
B、化學(xué)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目等于元素化合價(jià)升高或降低的數(shù)目；
C、增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣體體積減小的方向進(jìn)行；
D、此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$，對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減�。�

解答 解：A、在氮化硅的合成反應(yīng)中，氮元素的化合價(jià)由0價(jià)降低到-3價(jià)，所以氮?dú)馐茄趸瘎�；碳元素的化合價(jià)升高，被氧化成CO，CO是氧化產(chǎn)物，故A錯(cuò)誤；
B、氮元素的化合價(jià)總共降低了4×（3-0）=12價(jià)，所以每生成1molSi₃N₄，N₂得到12mol電子，當(dāng)生成0.1mol Si₃N₄時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.2mol，故B正確；
C、增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣體體積減小的方向進(jìn)行，即向著逆向進(jìn)行，故C錯(cuò)誤；
D、此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{6}（CO）}{{c}^{2}（{N}_{2}）}$，對(duì)于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小，故D錯(cuò)誤；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生有關(guān)氧化還原反應(yīng)中的有關(guān)概念、電子轉(zhuǎn)移以及化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的變化的知識(shí)，配平方程式是解題的關(guān)鍵，綜合性較強(qiáng)．