问题 填空题

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)

高温
 Si3N4(s)+12HCl(g)△H=-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(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.

答案

(1)固体的质量增加了2.80g,n(Si3N4)=

2.80g
140g/mol
=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
0.12mol
2L
3min
=0.02mol/(L.min),

平衡常数K=

c12(HCl)
c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)
,故答案为:0.02mol/(L.min);
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(N2)=v(H2),则3v(N2)=v(H2),所以v(N2)=v(N2),则达到平衡,故a正确;        

b.v(HCl)=4v(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.

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