将SiCl4与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH2)4。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，...

将SiCl₄与过量的液氨反应可生成化合物Si(NH₂)₄。将该化合物在无氧条件下高温灼烧，可得到氮化硅（Si₃N₄）固体，氧化硅是一种新型的耐高温、耐磨材料，在工业上有广泛的应用。则氮化硅所属的晶体类型是(      )

A.　原子晶体　　B.　分子晶体     C.　离子晶体　　D.　金属晶体

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

氮化硅(Si₃N₄)是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si₃N₄可以由SiCl₄的蒸气和NH₃的混合物反应制取。粉末状Si₃N₄对空气和水都不稳定。但是，将粉末状的Si₃N₄和适量的MgO在230×1.01×10⁵Pa和185℃的密闭容器中加热处理，可以得到表面结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体高温结构材料。

(1)写出由SiCl₄和NH₃制备Si₃N₄的化学方程式：_________________________________。

(2)分别写出粉末状Si₃N₄和H₂O及O₂反应的化学方程式：____________________________。

(3)为什么结构紧密的固体Si₃N₄不再受H₂O和O₂的侵蚀？

_________________________________________________________________。

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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反应制得：①3SiO2＋6C＋2N2Si3N4＋6CO；也可由SiCl4的蒸汽和NH3反应制取：②3SiCl4＋4NH3Si3N4＋12HCl。则下列叙述正确的是

A. 反应②属于离子反应

B. 若制取等量的Si3N4，则反应①②转移电子数目必然相等

C. 反应①的氧化剂是N2

D. 反应①中氧化产物与还原产物物质的量之比为1∶6

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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反应制得：

①3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO，也可由SiCl4的蒸汽和NH3反应制取：

②3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl。则下列叙述正确的是

A．反应②属于离子反应

B．若制取等量的Si3N4，则反应①②转移电子数目必然相等

C．反应①的氧化剂是N2

D．反应①中氧化产物与还原产物物质的量之比为1:6

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工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)　ΔH<0

某温度和压强条件下,分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密闭容器内,进行上述反应,5 min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60 g。

(1)H2的平均反应速率是　　　 mol·L-1·min-1。

(2)平衡时容器内N2的浓度是　　　 mol·L-1。

(3)SiCl4(g)的转化率是　　　。

(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)在不改变反应条件的情况下,为了提高SiCl4(g)的转化率,可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式,其中可行的是　　　。

选项    投料方式

A    n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=1∶1∶2

B    n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 1∶2∶2

C    n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 3∶2∶2

D    n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)= 2∶1∶3

(6)达到平衡后升高温度,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是　　　(填字母序号)。

A.c(HCl)减少

B.正反应速率减慢,逆反应速率加快

C.Si3N4的物质的量减小

D.重新平衡时c(H2)/c(HCl)增大

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工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g） Si3N4（s）+12HCl（g） ΔH<0

某温度和压强条件下，分别将1.25mol SiCl4(g)、1.0mol N2(g)、10.5mol H2(g)充入20L密闭容器内，进行上述反应，5min达到平衡状态，所得Si3N4（s）的质量是35.0g.已知：

（1）计算该反应的ΔH=_______________

（2）H2的平均反应速率是　　

（3）平衡时容器内N2的浓度是　　

（4）SiCl4（g）的转化率是　　 %

（5）下图为合成Si3N4反应中SiCl4平衡转化率与温度、压强的关系(n(SiCl4)、n(N2)、n(H2)仍按1.25 mol SiCl4（g）、1.0 mol N2（g）、10.5mol H2（g）投入)

上图中压强最大的是_____(P1、P2、P3、P4)，列式计算合成Si3N4反应在图中A点的分压平衡常数Kp= _______　　 (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，图中P2=13MPa)

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用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH<0

完成下列填空：

(1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率为________mol/(L·min)；该反应的平衡常数表达式K＝________。

(2)上述反应达到平衡后，下列说法正确的是________。

a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小

b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

(3)一定条件下，在密闭恒容的容器中， 能表示上述反应达到化学平衡状态的是________。

a．3v逆(N2)＝v正(H2)

b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)

c．混合气体密度保持不变

d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)＝1：3：6

(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比________m/n(填“>”、“＝”或“<”)。

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用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：

3SiCl₄ +2N₂ +6H₂Si₃N₄ +12HCl

完成下列填空：

（1）氮化硅可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于 ________ 晶体。有关氮化硅的上述反应中，原子最外层只有一个未成对电子的元素是________（填写元素符号）；属于非极性分子的化合物的电子式是________。

（2）比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是________。

a．比较两种元素的气态氢化物的沸点

b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小

c．比较两种元素的原子达到稳定结构获得电子的多少

d．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱

（3）Si与Al、Be具有相似的化学性质，因为________（简述理由），写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式：________。

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用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,反应如下:3SiCl4 +2N2 +6H2Si3N4 +12HCl。

完成下列填空:

(1)氮化硅可用于制造发动机的耐热部件,因为它属于_____________晶体。有关氮化硅的上述反应中,原子最外层只有一个未成对电子的元素是______________(填写元素符号);属于非极性分子的化合物的电子式是 __________。

(2)比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是__________ 。

a.比较两种元素的气态氢化物的沸点

b.比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小

c.比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱

(3)Si与Al、Be具有相似的化学性质,因为_________________(简述理由),写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式:____________________________。

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(10 分)用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl₄(g) + 2N₂(g) + 6H₂(g)Si₃N₄(s) + 12HCl(g)    △H<0

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了1.40g，则SiCl₄的平均反应速率为________；该反应的平衡常数表达式为________。

（2）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是________

a．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

b．其他条件不变，压强增大，平衡向正反应方向移动

c．其他条件不变，增大SiCl₄物质的量，平衡向正反应方向移动

d．其他条件不变，增大Si₃N₄物质的量，平衡向逆反应方向移动

（3）一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是________

a．v_逆（N₂）=3v_正（H₂）         b．v_正（HCl）=4v_逆（SiCl₄）

c．混合气体密度保持不变       d．c(N₂):c(H₂):c(HCl)=1:3:6

（4）若平衡时H₂和HCl的物质的量之比为m/n，保持其他条件不变，降低温度后达到新德平衡时，H₂和HCl的物质的量之比________m/n（填“>”“=”或“<”）

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