Question

(共6分)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(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

（1）该反应的氧化剂是 ，2molN2参加反应转移电子数为 。

（2）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、CO的量），反应速率v与时间t的关系如图。

图中t4时引起平衡移动的条件可能是 ；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是 。

（3）若该反应的平衡常数为 K＝729，则在同温度下1L密闭容器中，足量的SiO2和C与2mol N2充分反应，则N2的转化率是

(提示：272 = 729)

Answer 1

（1）氮气， 12NA （2） 升高温度或增大压强，t3~t4；(3 ) 50% 。

【解析】

试题分析：（1）化合价降低的反应物是氧化剂，氮元素化合价0价变化为-3价，化合价降低，所以氮气做氧化剂，每2molN2反应电子转移12mol，2molN2参加反应转移电子数为12NA；（2）t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，可升高温度或增大压强；t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，但平衡不移动，前后气体系数之和不等，只能是使用催化剂；在t4时反应向逆反应方向移动，则t3～t4时平衡混合物中CO的含量最高；（3）设反应的N2的物质的量为x，

3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g） Si3N4（s）+6CO（g）

起始：2mol 0

转化：x 3x

平衡：2-x 3x

则平衡时N2的浓度为（2-x）mol/L，CO的浓度为3x mol/L，则有：，解之得x=1，

则N2的转化率是×100%=50%。

考点：考查化学平衡的计算、氧化还原反应、化学平衡的影响因素。