Question

15．氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：
3SiO₂+6C+2N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$1Si₃N₄+6CO
（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在横线内）；
（2）该反应的氧化剂是N₂，其还原产物是Si₃N₄；
（3）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol•L^-1•min^-1，则N₂消耗速速率为v（N₂）=6mol•L^-1•min^-1．

Answer 1

分析 （1）反应中碳元素由0价升高到+2价，氮元素由0价降低为-3价，已经得失电子数守恒结合原子个数守恒写出方程式；
（2）氧化还原反应中所含元素化合价降低的为氧化剂，对应产物还原产物；
（3）反应速率之比等于方程式计量系数之比，据此计算解答．

解答 解：（1）反应中碳元素由0价升高到+2价，氮元素由0价降低为-3价，依据氧化还原反应得失电子守恒，碳系数为6，氮气系数为2，依据原子个数守恒，方程式：3SiO₂+6C+2 N₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 1 Si₃N₄+6CO；
故答案为：3，6，2，1，6；
（2）依据方程式可知，氮原子在反应中化合价降低，所以氮气为氧化剂，对应氮化硅为还原产物；
故答案为：N₂；Si₃N₄；
（3）反应速率之比等于方程式计量系数之比，所以v（N₂）：V（CO）=1：3，v（CO）=18mol•L^-1•min^-1，则Vv（N₂）=6 mol•L^-1•min^-1；

点评 本题考查了氧化还原方程式配平及反应速率计算，明确氧化还原反应中得失电子守恒是解题关键，题目难度不大．