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据报道,2017年4月26日下水的国产航母采用了很多在国际上领先的新技术、新材料,如碳纤维、隐形涂层、新的防腐蚀技术等;航母的发动机—“中国心”的主要材料Si3N4是具备抗冲击、耐腐蚀、耐高温等特点的新型陶瓷。工业上制备纯净的Si3N4陶瓷需要综合各方面技术。

(1)以氮气、氢气、氯气和粗硅为原料制备纯净氮化硅的主要反应如下:

①Si(粗、s) + 2Cl2(g) = SiCl4(g)                  ΔH1= -609.6 kJ/mol

②SiCl4(g)+ 2H2(g) = Si(纯、s)+ 4HCl(g)              ΔH2= a kJ/mol

③3SiCl4(g)+ 6H2(g)+ 2 N2(g)= Si3N4(s) + 12HCl(g)        ΔH3= -29kJ/mol

④3Si(纯、s) + 2 N2(g) = Si3N4(s)                  ΔH4= -750.2 kJ/mol

则a为____________。

(2)采用化学气相沉积法使氨气和甲硅烷在600℃的加热基板上生成氮化硅。

①写出甲硅烷的电子式___________________。

②用化学反应方程式表示制备氮化硅的反应原理__________________________。

③反应所利用的原料甲硅烷具有易提纯的特点,因此甲硅烷热分解法是制备高纯硅很有发展潜力的方法。但制备和使用甲硅烷过程必须控制无氧环境,请你分析原因____________________________________________________________________。

(3)利用原料SiO2 和焦炭为原料采用碳热还原法在1400-1450℃的氮气气氛下合成氮化硅

SiO2 + C+ N2 Si3N4 + CO(反应未配平)

①工业上通常用该反应的一个副反应来制备粗硅,请写出该副反应的化学方程式__________。

②为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了25 mol氮气,反应生成6 mol一氧化碳,则反应中转移电子数为____NA ,此时混合气体的平均摩尔质量为_______。(NA表示阿伏加德罗常数的数值)

高三化学简答题困难题

少年,再来一题如何?
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