Question

(14分)Ⅰ．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）  ΔH <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的平均反应速率为________；

（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

（4）若平衡时H₂和HCl的物质的量之比为m：n，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___m：n（填“>”、“=”或“<”)。

Ⅱ．铬是人体必需的一种微量元素，但是铬过量摄入对人体造成的危害非常大。目前对含铬废水的处理通常是将毒性较强的六价铬转化为毒性较弱的三价铬。某工业废水中含有一定量的Cr₂O₇^2—和CrO₄^2—，处理方法之一为“还原沉淀法”，该法的工艺流程为：

其中第①步存在平衡：2CrO₄^2—(黄色) + 2H⁺ Cr₂O₇^2—(橙色) + H₂O

（1）若平衡体系的pH=2，则溶液显             色。

（2）能说明第①步反应达平衡状态的是            。

A．c(Cr₂O₇^2—)= c(CrO₄^2—)      

B．2v(Cr₂O₇^2—) =v(CrO₄^2—)     

C．溶液的颜色不变

（3）第②步中，还原1mol Cr₂O₇^2—，需要_______mol的FeSO₄·7H₂O。

Answer

（每空2分，共14分，漏选得1分，错选不得分，无单位不得分）

Ⅰ．（1）0.02 mol/(L·min) （2）BD （3）AC （4）<

Ⅱ．（1）橙 （2）C （3）6

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）根据方程式可知每消耗6mol氢气，固体质量增加140g，如果3 min后达到平衡，测得 固体的质量增加了2.80 g，则消耗氢气的物质的量＝，浓度是0.12mol÷2L＝0.06mol/L，所以H2的平均反应速率为0.06mol/L÷3min＝0.02 mol/(L·min)。

（2）A．平衡常数只与温度有关系，则其他条件不变，压强增大，平衡常数K不变，A错误；B．正方应放热，其他条件不变，温度升高，平衡向逆反应方向进行，则平衡常数K减小，B正确；C．其他条件不变，增大Si3N4物质的量，由于Si3N4是固体，则平衡不移动，C错误；D．其他条件不变，增大HCl物质的量即增大生成物浓度，平衡向左移动，D正确，答案选BD。

（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A．3v逆(N2)= v正(H2)表示反应速率方向不同的反应，且满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此说明反应达到平衡状态，A正确；B．v正(HCl)=4v正(SiCl4)均表示正反应方向的速率，因此不能说明反应达到平衡状态，B错误；C．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是变化的，因此当混合气体密度保持不变时可以说明反应达到平衡状态，C正确；D．c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6并不能说明正逆反应速率相等，因此不一定达到平衡状态，D错误，答案选AC。

（4）若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m：n，保持其它条件不变，降低温度后平衡向正反应方向进行，因此达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比