Question

氮化硅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：

 

SiO₂+

 

C+

 

N₂

高溫

 

Si₃N₄+

 

CO
（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)中的還原產(chǎn)物是

 

，若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移6mol電子，則產(chǎn)生CO

 

mol．
（3）已知上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其反應(yīng)熱△H

 

零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高溫度，其平衡常數(shù)值

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）；
（4）若使壓強增大，則上述平衡向

 

反應(yīng)方向移動（填“正”或“逆”）；
（5）若已知CO生成速率為v （CO）=1.8mol/（L?min），則N₂消耗速率為v （N₂）=

 

mol/（L?min）．

Answer 1

考點：氧化還原反應(yīng)

專題：氧化還原反應(yīng)專題

分析：（1）該反應(yīng)中C元素化合價由0價變?yōu)?2價、N元素化合價由0價變?yōu)?3價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等配平方程式；
（2）該反應(yīng)中C是還原劑、氮氣是氧化劑，則還原產(chǎn)物是氮化硅，根據(jù)CO和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算生成CO的物質(zhì)的量；
（3）如果是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)熱小于0，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
（4）增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動；
（5）同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比．

解答： 解：（1）該反應(yīng)中C元素化合價由0價變?yōu)?2價、N元素化合價由0價變?yōu)?3價，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等知，其轉(zhuǎn)移電子數(shù)是12，所以該反應(yīng)方程式為3SiO₂+6C+2N₂

高溫

Si₃N₄+6CO，故答案為：3；6；2；1；6；
（2）該反應(yīng)中C是還原劑、氮氣是氧化劑，則還原產(chǎn)物是Si₃N₄，
設(shè)生成CO的物質(zhì)的量為x，
3SiO₂+6C+2N₂

高溫

Si₃N₄+6CO轉(zhuǎn)移電子
                        6mol 2mol
                         x   6mol
6mol：12mol=x：6mol
x=

6mol×6mol

12mol

=3mol
故答案為：Si₃N₄；3；
（3）如果是放熱反應(yīng)，則反應(yīng)熱小于0，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向即向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，故答案為：小于；減�。�
（4）增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，所以該反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，故答案為：逆；
（5）同一可逆反應(yīng)中，同一時間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比，所以N₂消耗速率為v （N₂）=

1

3

v （CO）=1.8 mol/（L?min）×

1

3

=0.60mol/（L?min），故答案為：0.60mol/（L?min）．

點評：本題以氧化還原反應(yīng)為載體考查化學平衡移動、反應(yīng)速率的計算、物質(zhì)的量的計算等知識點，正確配平方程式是解本題關(guān)鍵，熟練基本概念、基本理論即可解答，題目難度不大．