题目
氮化硅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： ____ SiO2+ ____ C+ ____ N2stackrel(高温)(⇌) ____ Si3N4+ ____ CO（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）（2）该反应中的氧化剂是 ____ ，其还原产物是 ____ ；（3）该反应的平衡常数表达式为K= ____ ；（4）若知上述反应为放热反应，则其反应热为△H ____ 零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值 ____ （填“增大”、“减小”或“不变”）（5）若使压强增大，则上述平衡向 ____ 反应方向移动（填“正”或“逆”）；（6）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L•min）则N2的消耗速率为v（N2）= ____ mol/（L•min）。
氮化硅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：
____ SiO2+ ____ C+ ____ N2$\stackrel{高温}{⇌}$ ____ Si3N4+ ____ CO
（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）
（2）该反应中的氧化剂是 ____ ，其还原产物是 ____ ；
（3）该反应的平衡常数表达式为K= ____ ；
（4）若知上述反应为放热反应，则其反应热为△H ____ 零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值 ____ （填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）若使压强增大，则上述平衡向 ____ 反应方向移动（填“正”或“逆”）；
（6）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L•min）则N2的消耗速率为v（N2）= ____ mol/（L•min）。
____ SiO2+ ____ C+ ____ N2$\stackrel{高温}{⇌}$ ____ Si3N4+ ____ CO
（1）配平上述反应的化学方程式（将化学计量数填在方框内）
（2）该反应中的氧化剂是 ____ ，其还原产物是 ____ ；
（3）该反应的平衡常数表达式为K= ____ ；
（4）若知上述反应为放热反应，则其反应热为△H ____ 零（填“大于”、“小于”或“等于”）；升高温度，其平衡常数值 ____ （填“增大”、“减小”或“不变”）
（5）若使压强增大，则上述平衡向 ____ 反应方向移动（填“正”或“逆”）；
（6）若已知CO生成速率为v（CO）=18mol/（L•min）则N2的消耗速率为v（N2）= ____ mol/（L•min）。
题目解答
答案
解：（1）Si的化合价前后未变，N的化合价由0升为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si3N4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO2+6C+2N2 $\stackrel{高温}{⇌}$ Si3N4+6CO，故答案为：3、6、2、1、6；
（2）化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂被还原得到的生成物是还原产物，故答案为：N2；Si3N4；
（3）化学平衡常数表达式为K=$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$，故答案为：$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$；
（4）因反应是放热反应，所以△H＜0，温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物浓度减少，平衡常数减小，故答案为：小于；减小；
（5）压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向，故答案为：逆；
（6）速率之比等于化学计量数之比，即v（N2）=$\frac{1}{3}$v（CO）=6mol/（L•min），故答案为：6。
（2）化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂被还原得到的生成物是还原产物，故答案为：N2；Si3N4；
（3）化学平衡常数表达式为K=$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$，故答案为：$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$；
（4）因反应是放热反应，所以△H＜0，温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物浓度减少，平衡常数减小，故答案为：小于；减小；
（5）压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向，故答案为：逆；
（6）速率之比等于化学计量数之比，即v（N2）=$\frac{1}{3}$v（CO）=6mol/（L•min），故答案为：6。
解析
步骤 1：配平化学方程式
根据化合价变化，N的化合价由0升为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si_3N_4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO_2+6C+2N_2 $\stackrel{高温}{⇌}$ Si_3N_4+6CO。
步骤 2：确定氧化剂和还原产物
化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂被还原得到的生成物是还原产物，所以氧化剂是N_2，还原产物是Si_3N_4。
步骤 3：写出平衡常数表达式
化学平衡常数表达式为K=$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$。
步骤 4：分析反应热和温度对平衡常数的影响
因反应是放热反应，所以△H＜0，温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物浓度减少，平衡常数减小。
步骤 5：分析压强对平衡的影响
压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向。
步骤 6：计算N_2的消耗速率
速率之比等于化学计量数之比，即v（N_2）=$\frac{1}{3}$v（CO）=6mol/（L•min）。
根据化合价变化，N的化合价由0升为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si_3N_4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO_2+6C+2N_2 $\stackrel{高温}{⇌}$ Si_3N_4+6CO。
步骤 2：确定氧化剂和还原产物
化合价降低的反应物是氧化剂，氧化剂被还原得到的生成物是还原产物，所以氧化剂是N_2，还原产物是Si_3N_4。
步骤 3：写出平衡常数表达式
化学平衡常数表达式为K=$\frac{{C}^{6}（CO）}{{C}^{2}（{N}_{2}）}$。
步骤 4：分析反应热和温度对平衡常数的影响
因反应是放热反应，所以△H＜0，温度升高，平衡逆向移动，反应物的浓度增大，生成物浓度减少，平衡常数减小。
步骤 5：分析压强对平衡的影响
压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即逆反应方向。
步骤 6：计算N_2的消耗速率
速率之比等于化学计量数之比，即v（N_2）=$\frac{1}{3}$v（CO）=6mol/（L•min）。