Question

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）试写出SiCl₄的电子式_____________________________。

（2）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，测得固体的物质的量增加了0.02mol，则H₂的平均反应速率为____________________。

（3）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的物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl的浓度平衡向左移动

（4）一定条件下，在恒容密闭的容器中，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

e．单位时间内有n molN₂消耗的同时有6 molHCl生成

（5）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“<”）。

Answer

（1）

（2）0.02 mol/（L·min）

（3）bd

（4）ac

（5）<

【解析】

试题分析：

（1）四氯化硅为共价化合物，氯原子和硅原子都达到8个电子，故四氯化硅的电子式为；（2）固体Si3N4的物质的量增加了0.02mol，根据方程式可知消耗氢气的物质的量n（H2）= 0.02mol×6=0.12mol，故v（H2）==0.02mol/（L·min）；故答案为：0.02 mol/（L·min）；

（3）a．平衡常数只受温度影响，压强增大，平衡常数K不变，故a错误；b．正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故b正确；c．Si3N4是固体，增大其物质的量，不影响平衡移动，故c错误；d．增大HCl物质的量，平衡向消耗HCl的方向移动，即向逆反应方向移动，故d正确；故答案为：bd；

（4）a．根据速率之比等于化学计量数之比，可以确定v正（H2）=v逆（H2），说明反应到达平衡状态，故a正确；b．都表示正反应速率，反应自始至终都都成立，不能说明到达平衡状态，故b错误；c．混合气体密度保持不变，说明混合气体的总质量不变，而平衡移动则气体的质量发生变化，可以说明到达平衡状态，故c正确；d．平衡时浓度关系与起始浓度有关、与转化率有关，不能说明到达平衡状态，故d错误；e．单位时间内有n molN2消耗的同时一定有6 molHCl生成，不能说明反应是否达到平衡状态，故e错误；故答案为：ac；

（5）该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，到达新平衡，H2的物质的量减小，HCl

的物质的量物质的量增大，新平衡H2和HCl的物质的量之比小于m:n，故答案为：＜。

考点：化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率的计算；化学平衡常数

【名师点睛】高中化学中，我们除了学习了化学反应平衡以外，还学习了水溶液中的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。溶液中的这三大平衡，和普通的化学反应平衡一样，都适用勒夏特列原理，所有关于平衡的原理、规律、计算都是相通的，在学习过程中，不可将他们割裂开来。 勒夏特列原理（又称平衡移动原理）的内容是：改变影响平衡的一个因素，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。关键词“减弱”有两层含义，（1）平衡移动方向：与改变条件相反的方向；（2）平衡移动程度：不能抵消这种改变。它定性揭示了化学平衡与外界条件的关系，在帮助中学生判断平衡移动方向，分析平衡移动后浓度、体积百分含量、转化率变化等方面非常方便实用。而且“勒夏特列原理有广泛适用性，可用于研究所有的化学动态平衡，如沉淀溶解平衡、电离平衡、盐类水解平衡等，所以它是一个很重要的基本规律。另外注意平衡常数只是温度的函数，温度不变，K值不变。