Question

氮化硅(Si₃N₄)是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO₂(s)+6C(s)+ 2N₂(g) Si₃N₄(s)  + 6CO(g)

（1）2molN₂参加反应转移电子数为_________。

（2）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N₂、CO的量），反应速率v与  时间t的关系如图。图中t₄时引起平衡移动的条件可能是______________________；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是____________。

（3）若该反应的平衡常数为 K＝729，则在同温度下1L密闭容器中，足量的SiO₂和C与2mol N₂充分反应，则N₂的转化率是__________________ (提示：27² = 729)。

Answer

12NA 升高温度或增大压强 t3~t4 50%

【解析】（1）化合价降低的反应物是氧化剂，氮元素化合价由0价变化为-3价，化合价降低，所以氮气做氧化剂，每2molN2反应电子转移12mol，所以2molN2参加反应转移电子数为12NA； 故答案为： 12NA；

（2）t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，可升高温度或增大压强；t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，但平衡不移动，前后气体化学计量数之和不等，只能是使用催化剂；在t4时反应向逆反应方向移动，则t3～t4时平衡混合物中CO的含量最高，

故答案为：升高温度或缩小体积；t3～t4；

（3 ）设反应的N2的物质的量为x，

3SiO2(s)+6C(s)+ 2N2(g) Si3N4(s) + 6CO(g)

起始： 2mol 0

转化： x 3x

平衡： 2-x 3x

则平衡时N2的浓度为（2-x）mol/L，CO的浓度为3x mol/L，则有： = 729，解之得x=1，则N2的转化率是1÷2×100%=50%，故答案为：50%。