氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可在高溫下的氮氣流中由石英與焦炭通過以下反應(yīng)制得:3SiO2(s) + 6C(s) + 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g) + Q(Q>0)
完成下列填空:
(1)某溫度下該反應(yīng)在一容積為2L的密閉容器中進行,2min后達到平衡,剛好有2mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則2min內(nèi)反應(yīng)的速率為:v(CO) = ;該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為 。
(2)其它條件不變時僅增大壓強,則 。
a.K值減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動
b.K值增大,平衡向正反應(yīng)方向移動
c.K值不變,平衡向逆反應(yīng)方向移動
d.K值不變,平衡向正反應(yīng)方向移動
(3)一定條件下能說明上述反應(yīng)已達平衡的是 。
a.c(N2 ) : c(CO) = 1:3 b.3v(N2 ) = v(CO)
c.固體質(zhì)量不再改變 d.氣體密度不再改變
達到平衡后改變某一條件,反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖所示。
若不改變N2與CO的量,則圖中t4時引起變化的原因可能是 ;圖中t6時引起變化的原因可能是 。
由圖可知,平衡混合物中CO含量最高的時間段是 。
(1)0.25 mol/L·min(1分,計算或單位錯不給分); K=(1分)(2)c (1分)
(3)c、d(1分×2)33、升高溫度或縮小體積(增大壓強)(1分);加入了催化劑(1分)。
t3~t4(1分)。
【解析】
試題分析:(1)可逆反應(yīng)3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)⇌Si3N4(s)+6CO(g)的平衡常數(shù)k=該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆反應(yīng)進行,化學(xué)平衡常數(shù)減。唬2)由方程式可知,該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),混亂度增大,熵值增大,故△S>0;故答案為:>;(3)A.單位時間生成2摩爾Si3N4的同時生成1摩爾的N2,生成2摩爾Si3N4的消耗4molN2,氮氣的生成速率與消耗速率不相等,反應(yīng)未達平衡狀態(tài),故A錯誤;B.平衡時c(N2)與c(CO)之比為1:3,可能處于平衡狀態(tài),也可能不處于平衡狀態(tài),與氮氣的轉(zhuǎn)化率等有關(guān),故B錯誤;C.平衡時平衡體系個組分的含量不變,CO的百分含量保持不變,說明到達平衡狀態(tài),故C正確;D.單位時間消耗1摩爾SiO2的同時生成2摩爾的C,消耗1摩爾SiO2需要消耗2molC,C的生成速率與消耗速率相等,反應(yīng)達平衡狀態(tài),故D正確;故選CD;(4)若不改變N2、CO的量,由圖可知,t4時瞬間正、逆反應(yīng)都增大,平衡向逆反應(yīng)移動,改變條件為升高溫度后壓縮體積增大壓強;t6時瞬間正、逆反應(yīng)都增大,平衡不移動,故應(yīng)是加入催化劑;t2時改變改變條件,平衡向正反應(yīng)移動,在t3時重新到達平衡,t4時改變條件,平衡向逆反應(yīng)移動,t5時由達平衡,故t3~t4平衡狀態(tài)CO的含量最高;故答案為:升高溫度后壓縮體積增大壓強;加入催化劑;t3~t4。
考點:考查化學(xué)平衡常數(shù)與影響因素、平衡狀態(tài)判斷、影響平衡移動的因素與平衡圖象等,比較基礎(chǔ),注意方程式中物質(zhì)的狀態(tài),理解外界條件對反應(yīng)速率的影響。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
高溫 |
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A、氮化硅陶瓷可用于制造汽車發(fā)動機 |
B、氮化硅中氮元素的化合價為─3 |
C、氮化硅陶瓷屬于新型無機非金屬材料 |
D、氮化硅不會與任何酸發(fā)生反應(yīng) |
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t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(N2)/mol | 2.00 | 1.40 | 1.12 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
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