Question

(10 分)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)    △H<0

（1）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，测得固体的质量增加了1.40g，则SiCl₄的平均反应速率为       ；该反应的平衡常数表达式为       。

（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，温度升高，平衡常数K减小

b．其他条件不变，压强增大，平衡向正反应方向移动

c．其他条件不变，增大SiCl₄物质的量，平衡向正反应方向移动

d．其他条件不变，增大Si₃N₄物质的量，平衡向逆反应方向移动

（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．v_逆（N₂）=3v_正（H₂）         b．v_正（HCl）=4v_逆（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m/n，保持其他条件不变，降低温度后达到新德平衡时，H₂和HCl的物质的量之比      m/n（填“>”“=”或“<”）

 

Answer 1

【答案】

(10 分)

（1）0.005mol·L^-1·min^-1（2分）  K=c¹²(HCl)/c⁶(H₂)·c²(N₂)·c³(SiCl₄) （2分）

（2）ac （2分）  （3）bc  （2分） （4）< （2分）

【解析】

试题分析：

（1）3SiCl₄(g) + 2N₂(g) + 6H₂(g)Si₃N₄(s) + 12HCl(g)

3mol                                140g

n                                  1.40g

3mol*1.40g=140g*n

解得n=0.03mol

△c(SiCl₄)= =0.03mol/2L=0.015mol/L。

V(SiCl₄)= △c(SiCl₄)/t=0.015(mol/L)/3min=0.005mol·L^-1·min^-1。

化学平衡常熟等于反应物的浓度幂之积除以生成物的浓度幂之积的值，即

K= c¹²(HCl)/c⁶(H₂)·c²(N₂)·c³(SiCl₄)。

（2）b.增大压强，平衡向体积减少的方向移动，即平衡逆向移动，故错；

d. Si₃N₄是固体，改变其的量，平衡不移动，故错；

故选ac。

（3）a．应为3v_逆（N₂）=v_正（H₂），故错；d．浓度的比值不能判定是否平衡状态，故错。故选bc。

（4）降低温度，平衡向放热方向移动，即正向移动，故H₂和HCl的物质的量之比< m/n。

考点：反应速率的计算 化学平衡状态 化学平衡的移动

点评：本题考查较为综合，涉及反应速率、平衡常数、平衡移动以及电化学等知识，题目难度不大，注意把握影响平衡移动的因素以及平衡移动方向的判断。