Question

(14分)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，通過以下反應制得：
SiO₂+  C+  N₂  Si₃N₄+  CO
(1)配平上述反應的化學方程式(將化學計量數填在方框內)；
(2)該反應中的氧化劑是_____________，其還原產物是_____________；
(3)該反應的平衡常數表達式為K=___________；
(4)若知上述反應為放熱反應，則其反應熱ΔH_______________零(填“大于”“小于”或“等于”)；升高溫度，其平衡常數值___________(填“增大”“減小”或“不變”)；
(5)若使壓強增大，則上述平衡向___________反應方向移動(填“正”或“逆”)；
(6)若已知CO生成速率為v(CO)="18" mol·(L·min)^－1,
則N₂消耗速率為v(N₂)=___________mol·(L·min)^－1。

Answer 1

（1）3，6，2，1，6
（2）N₂，Si₃N₄
 
（4）小于；減小
（5）逆
（6）6

（1）利用氧化還原反應配平方法不難得出系數分別是3，6，2，1，6
（2）根據化合價變化可判斷出N₂為氧化劑，Si₃N₄為還原產物。
（3）根據平衡常數的定義得出該反應的平衡常數表達式為
（4）放熱反應，△H<0。升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小。
（5）從配平后的化學方程式系數可以看出氣態物質的系數之和是生成物的大于反應物的，故增大壓強可使平衡逆向移動。
（6）同樣從上述化學方程式系數關系中可以得出
V(N₂)="2/6 " ×18 mol·L^-1·min^-1="6" mol·L^-1·min^-1