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    (16分) 氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由SiO2与过量焦炭在1300-1700oC的氮气流中反应制得3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g） Si3N4（s）+6CO（g）

    （1）上述反应氧化剂是                 ，已知该反应每转移1mole—，放出132．6kJ的热量，该方程式的∆H =                  。

    （2）能判断该反应（在体积不变的密闭容器中进行）已经达到平衡状态的是（        ）

    A．焦炭的质量不再变化               B．N2 和CO速率之比为1:3

    C．生成6molCO同时消耗1mol Si3N4    D．混合气体的密度不再变化

    （3）下列措施中可以促进平衡右移的是（        ）

    A．升高温度   B．降低压强    C．加入更多的SiO2    D．充入N2

    （4）该反应的温度控制在1300-1700oC的原因是              。

    （5）某温度下，测得该反应中N2和CO各个时刻的浓度如下，求0—20 min内N2的平均反应速率            ，该温度下，反应的平衡常数K＝                。

    时间/min

    0

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    N2浓度/mol·L-1

    4．00

    3．70

    3．50

    3．36

    3．26

    3．18

    3．10

    3．00

    3．00

    3．00

    CO浓度/mol·L-1

    0．00

    0．90

    1．50

    1．92

    2．22

    2．46

    2．70

     

     

     

     

    【答案】

    (16分) （1）N2（2分） ， ∆H= -1591．2 kJ/mol（2分）

    （2）ACD（2分）   （3）BD（2分）

    （4）温度太低，反应速率太低；该反应是放热反应，温度太高，不利于反应向右进行。（2分）

    （5）3．70×10-2mol·L-1·min-1 （3分）    81．0 mol4·L-4（3分）

    【解析】（1）反应中氮元素的化合价从0价降低到－3价，得到电子，所以氮气是氧化剂。2mol氮气得到12mol电子，所以△H＝－132．6kJ/mol×12＝－1591．2 kJ/mol。

    （2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，所以A正确。速率之比是相应的化学计量数之比，因此B中的关系始终是成立，不正确。C中反应速率的方向相反，且满足速率之比是相应的化学计量数之比，正确。密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变红的，所以D不正确。答案选ACD。

    （3）考查外界条件对反应速率的影响。正反应是放热的、调节增大的可逆反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，降低压强，平衡向正反应方向移动，A不正确，B正确。二氧化硅是固体，不影响平衡状态，C不正确。增大氮气浓度，平衡向正反应方向移动，D正确，答案选BD。

    （4）由于温度太低，反应速率太低；但反应是放热反应，温度太高，又不利于反应向右进行，所以温度控制在1300～1700oC。

    （5）0—20 min内N2的浓度减小了4.00mol./L－3.26mol/L＝0.74mol/L、所以反应速率是。平衡时氮气和CO的浓度分别是3.00mol/L和（2.70＋0.30）mol/L＝3.00mol/L，所以平衡常数K＝。

     

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