Question

【題目】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(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

（1）2molN2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_________。

（2）達(dá)到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、CO的量），反應(yīng)速率v與 時間t的關(guān)系如圖。圖中t4時引起平衡移動的條件可能是______________________；圖中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段時間是____________。

（3）若該反應(yīng)的平衡常數(shù)為 K＝729，則在同溫度下1L密閉容器中，足量的SiO2和C與2mol N2充分反應(yīng)，則N2的轉(zhuǎn)化率是__________________ (提示：272 = 729)。

Answer 1

【答案】 12NA 升高溫度或增大壓強(qiáng) t3~t4 50%

【解析】（1）化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑，氮元素化合價由0價變化為-3價，化合價降低，所以氮氣做氧化劑，每2molN2反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移12mol，所以2molN2參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為12NA； 故答案為： 12NA；

（2）t4時正逆反應(yīng)速率都較原平衡時的速率大，可升高溫度或增大壓強(qiáng)；t6時正逆反應(yīng)速率都較原平衡時的速率大，但平衡不移動，前后氣體化學(xué)計量數(shù)之和不等，只能是使用催化劑；在t4時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，則t3～t4時平衡混合物中CO的含量最高，

故答案為：升高溫度或縮小體積；t3～t4；

（3 ）設(shè)反應(yīng)的N2的物質(zhì)的量為x，

3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

起始： 2mol 0

轉(zhuǎn)化： x 3x

平衡： 2-x 3x

則平衡時N2的濃度為（2-x）mol/L，CO的濃度為3x mol/L，則有： = 729，解之得x=1，則N2的轉(zhuǎn)化率是1÷2×100%=50%，故答案為：50%。