Question

【題目】碳是形成化合物種類最多的元素，其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質。請回答下列問題：

(1)有機物M經過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如圖：

ΔH＝＋88.6 kJ/mol，

則M、N相比，較穩定的是_____(用字母“M”或“N”表示)。

(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol，則a_____238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(3)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮氣流中，通過以下反應制得：3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，已知升高溫度CO的濃度增大。

①該反應的焓變ΔH______(填“＞”“＜”或“＝”)0；

②降低溫度，其平衡常數值將______(填“增大”“減小”或“不變”)；

③增大壓強，N2的體積分數將_____(填“增大”“減小”或“不變”)。

Answer 1

【答案】M > > 減少 增大

【解析】

(1)M轉化為N是吸熱反應，所以N的能量高，不穩定；

(2)甲醇為液體，燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，而物質由氣態轉化為液態需要放熱，據此分析判斷；

(3)3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，升高溫度，CO的濃度增大，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，據此分析解答。

(1)有機物M經過太陽光光照可轉化成N，△H=+88.6kJmol-1，是吸熱反應，N暗處轉化為M，是放熱反應，則M的能量比N低，能量越低越穩定，說明M穩定；故答案為：M；

(2)燃燒熱是1mol物質完全燃燒生成穩定氧化物放出的熱量，甲醇為液體，而氣體轉化為液體需要放熱，因此CH3OH(g)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol，放出的熱量大于燃燒熱，即a＞238.6，故答案為：＞；

(3)①3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，升高溫度，CO的濃度增大，說明升高溫度，平衡正向移動，正反應為吸熱反應，ΔH＞0，故答案為：＞；

②△H＞0，該反應為吸熱反應，降低溫度，平衡向逆反應移動，化學平衡常數減小，故答案為：減小；

③3SiO2(s)＋6C(s)＋2N2(g) Si3N4(s)＋6CO(g)，正反應是氣體體積增大的反應，增大壓強，平衡向氣體體積減小的方向移動，即向逆反應移動，N2的體積分數將增大，故答案為：增大。