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试题详情

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) Si3N4(s)+12HCl(g)+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2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g,则H2的平均反应速率___ mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K=_____

(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是_。

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__。

a.3v(N2)=v(H2)

b.v(HCl)=4v(SiCl4)

c.混合气体密度保持不变

d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6

(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为,保持其它条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比___(填“>”、“=”或“<”)。

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试题答案

(1) 0.02 、

(2)bd

(3)ac ;

(4)<

试题解析

本题考查化学反应速率与化学平衡,意在考查考生的思维能力和分析、推断能力。

(1)由方程式可知固体(Si3N4)质量增加2.80g时消耗n(H2)=2.80g/140g·mol-1×6=0.12mol,故v(H2)=0.12mol/(2L·3min)=0.02mol/(L·min);利用反应方程式可直接写出反应的平衡常数表达式。

(2)因反应为放热反应,故反应达到平衡后,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,b正确、温度不变,加压或改变反应物的浓度等平衡常数不变,a错误、其他条件不变,增加固体Si3N4平衡不移动,c错误、其他条件不变,增大HCl的物质的量,平衡向消耗HCl的逆反应方向移动,d正确。

(3)利用化学反应速率之比等于化学方程式计量系数比可知a项叙述表示v=v,表示反应达到平衡态;b项均表示正反应,无论反应是否处于平衡态,都成立;d项表示的浓度关系与是否平衡无关;混合气体密度不变说明溶液中气体质量不变,而平衡移动则气体质量改变,所以c项表示达到平衡态。

(4)降低温度,平衡正向移动,n(H2)/n(HCl)变小。

少年,再来一题如何?
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