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(shù)填在方框內)；
(2)該反應中的氧化劑是_____________，其還原產(chǎn)物是_____________；
(3)該反應的平衡常數(shù)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(shù)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(shù)分別是3，6，2，1，6
（2）根據(jù)化合價變化可判斷出N₂為氧化劑，Si₃N₄為還原產(chǎn)物。
（3）根據(jù)平衡常數(shù)的定義得出該反應的平衡常數(shù)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(shù)減小。
（5）從配平后的化學方程式系數(shù)可以看出氣態(tài)物質的系數(shù)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(shù)關系中可以得出
V(N₂)="2/6 " ×18 mol·L^-1·min^-1="6" mol·L^-1·min^-1