Question

（17分）氮化硅是一種新型陶瓷材料，它可由石英晶體與焦炭顆粒在高溫的氮?dú)饬髦�，通過(guò)如下反應(yīng)制得：3SiO₂ + 6C + 2N₂ Si₃N₄ + 6CO，該反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖⑵所示；回答下列問(wèn)題：

（1）上述反應(yīng)中的還原劑是         ，還原產(chǎn)物是       。
（2）該反應(yīng)是         （填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。
（3）在一定溫度下，上述反應(yīng)在4L密閉容器內(nèi)進(jìn)行，用M、N兩種物質(zhì)描述其物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖⑶所示：

①M(fèi)、N表示的物質(zhì)分別為        、         。
②比較t₂時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率大小_{（正）     （逆）}。
（填“>”、“=”、“<”）。.
③若t₂=2min，計(jì)算反應(yīng)開(kāi)始至t₂時(shí)刻，M的平均化學(xué)反應(yīng)速率為             。
④t₃時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為         。
（4）①某種氫燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì)，某電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：A極H₂－2e^－＋O^2－===H₂O；則A極是電池的      極 (填“正”或“負(fù)”)。
②上述合成氮化硅的反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣不能排放，經(jīng)過(guò)處理以后可以用下圖所示的儀器測(cè)量尾氣中CO的含量。多孔電極中間的固體氧化鋯—氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)允許O^2-在其間通過(guò)，其工作原理如圖⑷所示，其中多孔Pt電極a、b分別是氣體CO、O₂的載體。

Ⅰ.該電池的正極為          （填a或b）；O² 流向        （填  “正極”或“負(fù)極”）
Ⅱ.該電池的正極反應(yīng)式為                    ，負(fù)極反應(yīng)式為                       。

Answer 1

（1）C；Si₃N₄ ；（2）放熱 ；（3）① CO 、N₂； ②_（正）  > _（逆）③ 1mol/(L·min)；④  75% ；
（4）① 負(fù) 。②Ⅰ.  b  ；負(fù)極； Ⅱ.正極反應(yīng)為O₂＋4e^－===2O^2－ ；負(fù)極反應(yīng)為CO－2e^－＋O^2－===CO₂。

解析