Question

15．氮化硅（Si₃N₄）是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中，通過以下反應(yīng)制得：
3SiO₂+6C+2N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$1Si₃N₄+6CO
（1）配平上述反應(yīng)的化學方程式（將化學計量數(shù)填在橫線內(nèi)）；
（2）該反應(yīng)的氧化劑是N₂，其還原產(chǎn)物是Si₃N₄；
（3）若已知CO生成速率為v（CO）=18mol•L^-1•min^-1，則N₂消耗速速率為v（N₂）=6mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)中碳元素由0價升高到+2價，氮元素由0價降低為-3價，已經(jīng)得失電子數(shù)守恒結(jié)合原子個數(shù)守恒寫出方程式；
（2）氧化還原反應(yīng)中所含元素化合價降低的為氧化劑，對應(yīng)產(chǎn)物還原產(chǎn)物；
（3）反應(yīng)速率之比等于方程式計量系數(shù)之比，據(jù)此計算解答．

解答 解：（1）反應(yīng)中碳元素由0價升高到+2價，氮元素由0價降低為-3價，依據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒，碳系數(shù)為6，氮氣系數(shù)為2，依據(jù)原子個數(shù)守恒，方程式：3SiO₂+6C+2 N₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 1 Si₃N₄+6CO；
故答案為：3，6，2，1，6；
（2）依據(jù)方程式可知，氮原子在反應(yīng)中化合價降低，所以氮氣為氧化劑，對應(yīng)氮化硅為還原產(chǎn)物；
故答案為：N₂；Si₃N₄；
（3）反應(yīng)速率之比等于方程式計量系數(shù)之比，所以v（N₂）：V（CO）=1：3，v（CO）=18mol•L^-1•min^-1，則Vv（N₂）=6 mol•L^-1•min^-1；

點評 本題考查了氧化還原方程式配平及反應(yīng)速率計算，明確氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒是解題關(guān)鍵，題目難度不大．