Question

用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高温

 Si₃N₄（s）+12HCl（g）△H=-Q（Q＞0）
完成下列填空：
（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则H₂的平均反应速率

0.02mol/（L．min）

 mol/（L?min）；该反应的平衡常数表达式K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

（2）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是

bd

．
a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小
b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小
c．其他条件不变，增大Si₃N₄物质的量平衡向左移动
d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动
（3）一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是

ac

_
a．3v_逆（N₂）=v_正（H₂）    b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）  c．混合气体密度保持不变
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6．

Answer 1

分析：（1）固体的质量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，则参加反应的氢气为6×0.02mol=0.12mol，以此计算反应速率，平衡常数为平衡时生成物浓度幂之比与反应物浓度幂之积的比；
（2）该反应为放热反应，气体体积增大的反应，则加压平衡逆向移动，升高温度平衡逆向移动，增大生成物的浓度平衡逆向移动，但氮化硅为纯固体，改变用量平衡不移动；
（3）利用平衡的特征“等”、“定”及由此衍生的一些量来分析．

解答：解：（1）固体的质量增加了2.80g，n（Si₃N₄）=

2.80g

140g/mol

=0.02mol，则参加反应的氢气为6×0.02mol=0.12mol，则用氢气表示的反应速率为

0.12mol 2L

3min

=0.02mol/（L．min），
平衡常数K=

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

，故答案为：0.02mol/（L．min）；

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

；
（2）该反应为放热反应，气体体积增大的反应，则
a．其他条件不变，压强增大，平衡逆向移动，但温度不变，K不变，故a错误；
b．其他条件不变，温度升高，平衡逆向移动，K减小，故b正确；
c．其他条件不变，增大Si₃N₄物质的量，平衡不移动，故c错误；
d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动，故d正确；
故答案为：bd；
（3）a．由反应速率之比等于化学计量数之比，则3v_正（N₂）=v_正（H₂），则3v_逆（N₂）=v_正（H₂），所以v_逆（N₂）=v_正（N₂），则达到平衡，故a正确；        
b．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄），不能确定正逆反应速率的关系，故b错误；  
c．因体积不变，气体的质量在变化，则混合气体密度保持不变时反应达到平衡，故c正确；
d．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6，取决于反应物的起始量及转化程度，不能确定反应是否平衡，故d错误；
故答案为：ac．

点评：本题考查化学平衡的计算及影响反应速率、反应平衡的因素，题目难度不大，注重对考试常考点的考查，能较好的体现学生分析解答问题的能力．