氮化硅是一種新型陶瓷材料,它可由石英晶體與焦炭顆粒在高溫的氮氣流中,通過如下反應(yīng)制得:3SiO
2+6C+2N
2 Si
3N
4+6CO,該反應(yīng)過程中的能量變化如圖1所示;回答下列問題:
(1)上述反應(yīng)中的還原劑是
,還原產(chǎn)物是
.
(2)該反應(yīng)是
(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
(3)在一定溫度下,上述反應(yīng)在4L密閉容器內(nèi)進(jìn)行,用M、N兩種物質(zhì)描述其物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖2所示:
①M、N表示的物質(zhì)分別為
、
.
②比較t
2時刻,正逆反應(yīng)速率大小v
(正)
v
(逆).(填“>”、“=”、“<”)..
③若t
2=2min,計算反應(yīng)開始至t
2時刻,M的平均化學(xué)反應(yīng)速率為
.
④t
3時刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為
.
(4)①某種氫燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì),某電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:A極H
2-2e
-+O
2-═H
2O;則A極是電池的
極 (填“正”或“負(fù)”).
②上述合成氮化硅的反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣不能排放,經(jīng)過處理以后可以用圖3所示的儀器測量尾氣中CO的含量.多孔電極中間的固體氧化鋯-氧化釔為電解質(zhì),這種固體電解質(zhì)允許O
2-在其間通過,其工作原理如圖3所示,其中多孔Pt電極a、b分別是氣體CO、O
2的載體.
Ⅰ.該電池的正極為
(填a或b);O
2流向
(填“正極”或“負(fù)極”)
Ⅱ.該電池的正極反應(yīng)式為
,負(fù)極反應(yīng)式為
.