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)△H=-Q(Q>0)高温
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______ 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.
(1)固体的质量增加了2.80g,n(Si3N4)=
=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2.80g 140g/mol
=0.02mol/(L.min),0.12mol 2L 3min
平衡常数K=
,故答案为:0.02mol/(L.min);c12(HCl) c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)
;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,K减小,故a正确;
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:abd;
(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.