题目内容

15．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础．回答下列问题：
（1）基态Si原子中，电子占据的最高能层符号M，该能层具有的原子轨道数为9、电子数为4．
（2）硅主要以硅酸盐、二氧化硅等化合物的形式存在于地壳中．
（3）单质硅存在与金刚石结构类似的晶体，其中原子与原子之间以共价键相结合，其晶胞中共有8个原子，其中在面心位置贡献3个原子．
（4）单质硅可通过甲硅烷（SiH4）分解反应来制备．工业上采用Mg2Si和NH4CI在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2
（5）碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键C-CC-H
 		C-OSi-SiSi-HSi-O
键能（KJ/mol）
 		356
 		413336226318452 
①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定．而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成．
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键．
（6）在硅酸盐中，SiO44-四面体（如下图a）通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式．图b为一种无限长单链结构的多硅酸根；其中Si原子的杂化形式为sp3．Si与O的原子数之比为1：3化学式为SiO32-．

分析 （1）原子中，离原子核越远的电子层其能量越高；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道；
（2）硅属于亲氧元素，在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐存在；
（3）非金属元素之间易形成共价键；利用均摊法计算；
（4）Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4、NH3和MgCl2；
（5）①烷烃中的C-C键和C-H键大于硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能；
②键能越大、物质就越稳定，C-H键的键能大于C-O键，故C-H键比C-O键稳定，而Si-H键的键能远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向与形成稳定性更强的Si-O键；
（6）根据图（b）的一个结构单元中含有1个硅、3个氧原子，化学式为SiO32-．

解答 解：（1）原子中，离原子核越远的电子层其能量越高，所以Si原子中M电子层能量最高；该原子中含有3个s轨道、6个p轨道，所以一共有9个轨道，电子数为4；
故答案为：M；9；4；
（2）硅属于亲氧元素，在自然界中不能以单质存在，主要以二氧化硅和硅酸盐存在，故答案为：二氧化硅；
（3）硅单质中硅硅之间以共价键结合，硅晶胞中每个顶点上有1个Si、面心是有1个Si、在晶胞内部含有4个Si原子，利用均摊法知，面心提供的硅原子个数=6×$\frac{1}{2}$=3，
故答案为：共价键；3；
（4）Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4、NH3和MgCl2，方程式为：Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2，故答案为：Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2；
（5）①烷烃中的C-C键和C-H键大于硅烷中的Si-Si键和Si-H键的键能，所以硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能易断裂，导致长链硅烷难以生成，
故答案为：C-C键和C-H键较强，所形成的烷烃稳定．而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成；
②键能越大、物质就越稳定，C-H键的键能大于C-O键，故C-H键比C-O键稳定，而Si-H键的键能远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向与形成稳定性更强的Si-O键；
故答案为：C-H键的键能大于C-O键，C-H键比C-O键稳定．而Si-H键的键能却远小于Si-O键，所以Si-H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si-O键；
（6）根据图（b）的一个结构单元中含有1个硅、2+2×$\frac{1}{2}$=3个氧原子，化学式为SiO32-，其中Si原子的杂化形式是sp3，
故答案为：sp3；1：3；SiO32-．

点评 本题以硅及其化合物为载体考查了晶胞的计算、等知识点，这些知识点都是考试热点，熟练掌握并灵活运用基础知识解答问题，易错点是（1）．

练习册系列答案
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5．将1molI2（g）和2molH2置于某2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：
I2（g）+H2（g）?2HI（g）（正反应放热），并达平衡，HI的体积分数Φ（HI）随时间变化的曲线如图曲线（Ⅱ）所示
（1）达平衡时，I2（g）的物质的量浓度为0.05mol/L．
（2）若改变反应条件，在甲条件下Φ（HI）的变化如图曲线（Ⅰ）所示；
在乙条件下Φ（HI）的变化如图曲线（Ⅲ）所示．则甲条件可能是③⑤（填入下列条件的序号．下同）；乙条件可能是④
①恒容条件下，升高温度
②恒容条件下，降低温度
③恒温条件下，缩小反应容器体积
④恒温条件下，扩大容器体积
⑤恒温恒容条件下，加入催化剂
（3）若保持温度不变，在另一相同的2L密闭容器中加入a mol I2（g）、b mol H2和c mol HI（a、b、c均大于0），发生反应，达平衡时，HI的体积分数仍为0.60，则a、b、c的关系是4a+c=2b．
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10．如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据u，试根据标签上的有关数据回答下列问题：
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C． 溶液中氯离子的数目          D． 溶液的密度
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①经计算，配制250ml2mol/L的稀盐酸需要用量筒量取上述浓盐酸的体积为42.4mL，
②配制稀盐酸时，还缺少的仪器有250mL容量瓶、50mL量筒（写出仪器名称及规格）；
③对所配制的稀盐酸进行测定，发现其浓度小于2mol/L，引起误差的原因可能是BD．
A． 定容时俯视容量瓶刻度线
B． 转移溶液后，未洗涤烧杯和玻璃棒
C． 溶液注入容量瓶前没有恢复到室温就进行定容
D． 定容摇匀后发现液面低于容量瓶的刻度线，再加水至刻度线
（4）若在标准状况下，将VL氯化氢气体溶于1L水中，所得溶于密度为dg/mL，则此溶液的物质的量浓度为Amol/L．
A． $\frac{1000vd}{36.5v+22400}$   B.$\frac{vd}{36.5v+22400}$   C．$\frac{1000vd}{36.5v+22.4}$    D．$\frac{36.5v}{22.4（v+1）d}$．
20．金属镍有广泛的用途．粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质，可用电解法制备高纯度的镍，（已知：氧化性Fe2+＜Ni2+＜Cu2+），下列叙述正确的是（　　）
A．阳极发生还原反应，其电极反应式：Ni2++2e-═Ni
B．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Pt
C．电解后，溶液中存在的阳离子只有Fe2+和Zn2+
D．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加不相等
7．利用如图所示装置运行下列实验，能得出相应实验结论的是（　　）
 选项 ① ② ③ 实验结论
A浓盐酸MnO2NaBr溶液　氧化性Cl2＞Br2
 B浓氨水 生石灰AgNO3溶液AgOH具有两性
 C浓硫酸Na2SO3FeCl3溶液SO2具有还原性
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A．AB．BC．CD．D
4．在一定条件下发生下列反应，少量的物质可以反应完的是（　　）
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C．过量的氮气和少量的氢气合成氨D．过量的铁和少量的硝酸
5．下列说法正确的是（　　）
A．标况下22.4 L H2O和 1 mol O2所含分子数相等
B．1 mol水中含有2 mol氢和1 mol氧
C．1 mol气态水比1 mol液态水所含的分子数多
D．3 mol O2 与2 mol H2O所含原子数相等

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