氮化硅(Si_3N_4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得:_SiO_2+_C+_N_2 \\xrightarrow{高温}_Si_3N_4+_CO.根据题意完成下列各题:(1)配平。
氮化硅(Si (1)氮的化合价降低,所以反应氧化剂是N2,3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)?Si3N4(s)+6CO(g),每转移1mol eˉ放出132.6kJ的热量,化学方程式中电子转移12mol,放热1591.2KJ,故答案为:N2,-1591.2 kJ/mol;(2)A.焦炭的质量不再变化,说明正逆反应速率相等,达平衡状态,故A正确;B.只要反应发生,N2 和CO速率之比就为1:3,所以不一定平衡,故B错误;C.生成6molCO等效于生成1mol Si3N4同时消耗1mol Si3N4,正逆反应速率相等,达平衡状态,故C正确;D.混合气体的密度不再变化,说明气体的质量不变反应达平衡状态,故D正确;故选:ACD;(3)A.升高温度,平衡逆向移动,故不选;B.降低压强,平衡正向移动,故选;C.加入更多的SiO2,平衡不移动,故不选;D.充入N2,平衡正向移动,故选;故选:BD;(4)温度太低,反应速率太低;该反应是放热反应,温度太高,不利于反应向右进行,所以该反应的温度控制在1300-1700°C,故答案为:温度太低,反应速率太低;该反应是放热反应,温度太高,不利于反应向右进行;(5)在2L的密闭容器中,测得该反应中N2和CO各个时刻的物质的量,分析数据结合反应速率概念,v(N2)=4mol/L-3.26mol/L20min=0.037mol/L?min;3SiO2(s)+。
氮化硅(Si (1)3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)高温Si3N4(s)+6CO(g),反应中氮元素化合价0价变化为-3价,反应中做氧化剂被还原生成Si3N4(s),碳元素化合价0价升高为+2价做还原剂;故答案为:N2;Si3N4(s);(2)平衡常数等于气体生成物的浓度幂之积除以气体反应物的浓度幂之积,则K=c6(CO)c2(N2),故答案为:c6(CO)c2(N2);(3)反应吸热,△H>0,升高温度平衡移动正反应方向移动,平衡常数增大,速率之比等于化学计量数之比,则v(N2)=13×v(CO)=13×18mol?L-1.min?1=6 mol?L-1.min?1,故答案为:增大;6 mol?L-1?min-1;(4)t4时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,可增大压强;t6时正逆反应速率都较原平衡时的速率大,但平衡不移动,前后气体系数之和不等,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:加压;t3~t4;(5)若某温度下1L密闭容器中,足量的SiO2和C与2mol N2充分反应,达平衡后N2的转化率为50%,3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)高温Si3N4(s)+6CO(g)起始量(mol/L)2 0变化量(mol/L)1 3平衡量(mol/L)1 3该温度下的平衡常数K=3612=729;答:该温度下的平衡常数为729.
高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,是一种新型多功能水处理剂,其生产工艺流程如。 D
氮化硅(Si A.反应中氧化剂是N2,故A错误;B.生成1mol Si3N4时共转移12mol电子,故B错误;C.该反应中氧化剂和还原剂质量比为2×28:6×12=7:9,故C错误;D.反应中N元素化合价降低,Si3N4为还原产物,故D正确.故选D.
三氟化氮(NF 由题干知,N元素化合价由+3变为+2、+5,F、H、O元素化合价不变,(1)根据电子得失守恒:N(被氧化)×(5-3)=N(被还原)×(3-2),所以N(被氧化):N(被还原)=1:2,故答案为:1:2;(2)依据化合价升降总数相等,从方程式右边着手不难配平,3NF3+5H2O═2NO+HNO3+9HF,生成0.2 mol HNO3,转移电子的数目为0.2 mol×(5-3)×NA=0.4NA,或2.408×1023,故答案为:;0.4NA;(3)NF3泄漏产生NO,NO遇空气中的O2生成红棕色气体NO2,HNO3、HF气体均有刺激性气味且在空气中易形成酸雾,故答案为:产生红棕色气体、产生刺激性气味气体、产生白雾;(4)NF3与H2O反应产生HNO3,HNO3和NaOH反应必生成NaNO3,故答案为:NaNO3.