Question

用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率．工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)如下：
3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高溫

Si₃N₄（s）+12HCl（g）+Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2L，3min后達(dá)到平衡，測(cè)得固體的質(zhì)量增加了2.80g，則H₂的平均反應(yīng)速率

 

mol/（L?min）；該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

．
（2）上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法正確的是

 

A．其他條件不變，壓強(qiáng)增大，平衡常數(shù)K減小
B．其他條件不變，溫度升高，平衡常數(shù)K減小
C．其他條件不變，增大Si₃N₄物質(zhì)的量平衡向左移動(dòng)
D．其他條件不變，增大HCl物質(zhì)的量平衡向左移動(dòng)
（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

A.3v_逆（N₂）=v_正（H₂）
B．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）
C．混合氣體密度保持不變
D．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6
（4）反應(yīng)方程式應(yīng)為：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）?Si₃N₄（s）+12HCl（g），△H＜0，
若平衡時(shí)H₂和HCl的物質(zhì)的量之比為

m

n

，保持其它條件不變，降低溫度后達(dá)到新的平衡時(shí)，H₂和HCl的物質(zhì)的量之比

 

m

n

（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡的計(jì)算

專(zhuān)題：

分析：（1）固體的質(zhì)量增加了2.80g為Si₃N₄的質(zhì)量，根據(jù)n=

m

M

計(jì)算其物質(zhì)的量，根據(jù)方程式計(jì)算消耗氫氣的物質(zhì)的量，再根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（H₂）；
平衡常數(shù)為生成物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次數(shù)冪之積與生成物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次數(shù)冪之積的比值；
（2）A．平衡常數(shù)只受溫度影響，；
B．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減�。�
C．Si₃N₄是固體，增大其物質(zhì)的量，不影響平衡移動(dòng)；
D．增大HCl物質(zhì)的量，平衡向消耗HCl的方向移動(dòng)；
（3）A．根據(jù)速率之比對(duì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可以確定v_正（H₂）=v_逆（H₂）；
B．都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都都成立；
C．混合氣體密度保持不變說(shuō)明混合氣體的總質(zhì)量不變，而平衡移動(dòng)則氣體的質(zhì)量發(fā)生變化；
D．平衡時(shí)濃度關(guān)系與起始濃度有關(guān)、與轉(zhuǎn)化率有關(guān)；
（4）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，到達(dá)新平衡，H₂的物質(zhì)的量減小，HCl的物質(zhì)的量物質(zhì)的量增大．

解答： 解：（1）固體的質(zhì)量增加了2.80g為Si₃N₄的質(zhì)量，其物質(zhì)的量

2.8g

140g/mol

=0.02mol，根據(jù)方程式可知消耗氫氣的物質(zhì)的量=0.02mol×6=0.12mol，故v（H₂）=

0.12mol 2L

3min

=0.02mol/（L．min）；
平衡常數(shù)為生成物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次數(shù)冪之積與生成物濃度化學(xué)計(jì)量數(shù)次數(shù)冪之積的比值，故該反應(yīng)平衡常數(shù)k=

c12(HCl)

c3(SiCl4)?c2(N2)?c6(H2)

，
故答案為：0.02；

c12(HCl)

c3(SiCl4)?c2(N2)?c6(H2)

；
（2）A．平衡常數(shù)只受溫度影響，壓強(qiáng)增大，平衡常數(shù)K不變，故A錯(cuò)誤；
B．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故B正確；
C．Si₃N₄是固體，增大其物質(zhì)的量，不影響平衡移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．增大HCl物質(zhì)的量，平衡向消耗HCl的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故D正確，
故答案為：BD；
（3）A．根據(jù)速率之比對(duì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可以確定v_正（H₂）=v_逆（H₂），說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，故A正確；
B．都表示正反應(yīng)速率，反應(yīng)自始至終都都成立，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C．混合氣體密度保持不變說(shuō)明混合氣體的總質(zhì)量不變，而平衡移動(dòng)則氣體的質(zhì)量發(fā)生變化，可以說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故C正確；
D．平衡時(shí)濃度關(guān)系與起始濃度有關(guān)、與轉(zhuǎn)化率有關(guān)，不能說(shuō)明到達(dá)平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤，
故答案為：AC；
（4）該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，到達(dá)新平衡，H₂的物質(zhì)的量減小，HCl的物質(zhì)的量物質(zhì)的量增大，新平衡H₂和HCl的物質(zhì)的量之比＜

m

n

，
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡，意在考查學(xué)生的思維能力和分析、推斷能力，難度中等．