Question

【题目】氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料，它可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ΔH_____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)=15mol·L-1·min-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t2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 5mol/(L·min) 减小压强或降低温度 t3～t4

【解析】试题分析：（1）根据平衡常数的定义写平衡常数表达式；（2）放热反应，焓变小于0；升高温度，平衡逆向移动；根据速率比等于系数比计算N2消耗速率；（3）根据速率变化和平衡移动方向分析改变的条件。t2～t3平衡正向移动，t4～t5平衡逆向移动，t6～t7平衡没移动。

解析：（1）根据平衡常数的定义，3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g)，平衡常数表达式是；（2）放热反应，焓变＜0；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数值减小；速率比等于系数比， N2消耗速率为15mol·L-1·min-1 =5mol·L-1·min-1；（3）t2时正逆反应速率都较原平衡时的速小，可降低温度或减小压强，t2时V(正) > V(逆)，平衡正向移动，可能降温或减压，所以t2时改变的条件可能是能降温或减压； t2～t3平衡正向移动，t4～t5平衡逆向移动，t6～t7平衡没移动，所以t3～t4时平衡混合物中CO的含量最高。