Question

(15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) 完成下列填空：

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加 了2.80 g，则H2的平均反应速率 mol／(L·min)；该反应的平衡常数表达式K= 。

（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，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物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

（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．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

（4）若平衡时H2和HCl的物质的量之比为 ，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 （填“>”、“=”或“<”)。

 

Answer 1

（1）0.02；

（2）bd （3）ac （4）＜

【解析】

试题分析：（1）固体的质量增加了2.80 g，即Si3N4(s)的物质的量增加了2.80/140=0.02mol，则消耗氢气的物质的量是6×0.02mol=0.12mol，所以H2的平均反应速率是0.12mol/2L/3min=0.02 mol／(L·min)；根据平衡常数表达式的定义，该反应的平衡常数的表达式为K=

（2）a、平衡常数是温度常数，温度不变，平衡常数不变，错误；b、温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，正确；c、Si3N4(s)是固体，增大物质的量，平衡不移动，错误；d、增大HCl的物质的量，生成物的浓度增大，平衡逆向移动，正确，答案选bd；

（3）a．3v逆(N2)=v正(H2) ，符合正反应速率等于逆反应速率，正确；b、v正(HCl)=4v正(SiCl4) ，都是正反应速率，不能作为平衡的标志，错误；c、该反应中有固体参与，所以气体的质量一直变化，则气体的密度在变化，达平衡时混合气体密度保持不变，正确；d、 c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6 不能判断平衡的到达，错误，答案选ac；

（4）降低温度，平衡正向移动，氢气的物质的量减少，HCl的物质的量增加，则H2和HCl的物质的量之比的值减小，所以H2和HCl的物质的量之比<m/n，

考点：考查平衡常数的表达，反应速率的计算，平衡的判断及移动