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)该反应的还原产物是______；

(2)该反应的平衡常数表达式为K=____________；

(3)若知上述反应为放热反应，则其反应热△H______0(填“＞”、“＜”或“=”)；升高温度，其平衡常数值______(填“增大”、“减小”或“不变”)；若已知CO生成速率为(CO)=18mol•L^﹣1•min^﹣1，则N₂消耗速率为(N₂)=_________；

(4)达到平衡后，改变某一外界条件(不改变N₂、CO的量)，反应速率与时间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__________。

Answer

Si3N4 ＜ 减小 6 mol•L﹣1•min﹣1 升高温度或增大压强 t3-t4

【解析】

(1) 反应中N元素的化合价降低，由0价降为-3价，则氧化剂为氮气，氧化剂对应的生成物为还原产物，还原产物为Si3N4；

(2)平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，则K=；

(3) 该反应为放热反应，△H<0；升高温度平衡向逆反应方向移动，则平衡常数减小，速率之比等于化学计量数之比，则，已知CO生成速率为(CO)=18mol•L﹣1•min﹣1，(N2)= 6mol•L﹣1•min﹣1；

(4) t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大，且平衡向逆反应方向移动，可升高温度或增大压强；t2~t3平衡正向移动，t3~t4保持平衡状态，在t4~t5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：升高温度或增大压强；t3～t4。