题目内容

（15分）氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题：

（1）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，则氮化硅的化学式____，晶体类型是    ；

（2）基态Si原子的电子排布式为_________；Si和C相比，电负性较大的是_________，

（3）在SiO2晶体结构中，O－Si－O的键角是_______，Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为            ，SiO2中Si的杂化类型_______；

（4）氮化硅抗腐蚀能力强，一般不与其他无机酸反应，但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式                             。

（5）晶体硅的晶胞如图所示，则每个晶体硅的晶胞中含有      个硅原子。

 

【答案】

(1) Si3N4 （2分）原子晶体（1分） (2) 1s22s22p63s22p2  （2分） C （1分）

(3) 109°28′（1分）      正四面体（2分）sp3 （2分）          

(4) Si3N4+4HF+9H2O＝3H2SiO3↓+4NH4F（2分）     (5)  8（2分）

【解析】（1）每个原子都满足8电子稳定结构，所以其化合价分别是＋4价和－3价，因此化学式为Si3N4。由于晶体中的微粒是原子，所以形成的晶体是原子晶体。

（2）根据构造原理可知，基态Si原子的电子排布式为 1s22s22p63s22p2 。非金属性越强，电负性越大，所以碳的电负性大于硅的。

（3）由于在SiO2晶体结构中，Si原子和周围的四个O原子相邻，所以构成的应是正四面体，采用的是sp3杂化，O－Si－O的键角是 109°28′。

（4）能和氢氟酸反应生成硅酸，则根据原子守恒可知，另外一种生成物是NH4F，所以方程式为Si3N4+4HF+9H2O＝3H2SiO3↓+4NH4F。

（5）根据晶体硅的晶胞结构可知，8个顶点有8个硅原子，6个面心处有6个硅原子，晶胞内部还有4个硅原子，所以共计是8×1/8＋6×1/2＋4＝8个。

 

练习册系列答案
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氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损．一定条件下，氮气、氢气与四氯化硅反应可以制得氮化硅，化学反应方程式为：3SiCl4+6H2+2N2→Si3N4+12HCl，氮的氢化物肼（N2H4）是航天火箭发射常用的燃料，二氧化氮作氧化剂． 
（1）氮原子的最外层电子排布式是
 
；氮元素有多种化合价，写出含2种价态氮的化合物的化学式
 
（举一例）．
（2）硅原子核外电子排布在
 
种不同能量的电子亚层上，氮化硅属
 
晶体．
（3）上述反应中，属于同一周期的元素符号有
 
，用
 
事实可以比较它们的非金属性强弱．
（4）肼（N2H4）分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2取代形成的另一种氮的氢化物．NH3分子的空间构型是
 
；与N2H4分子具有相同电子数的分子有多种，其中具有可燃性的物质是
 
（举一例）．
（5）肼作火箭发射燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4（l）+2N2H4（l）→3N2（g）+4H2O（g）+1038.7kJ，若该反应中有4molN-H键断裂，则形成的气体有
 
mol，其中转移电子数目
 
．
（6）肼能与硫酸反应生成N2H6SO4，该物质晶体类型与硫酸铵相同，则其溶液PH
 
7（填＞、＜或=），原因是
 
（用离子方程式表示）．

氮化硅是一种新型的耐高温耐磨材料，在工业上有广泛用途，它属于（   ）

A．原子晶体B．分子晶体C．金属晶体D．离子晶体

（15分）氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题：
（1）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且N原子和N原子，Si原子与Si原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，则氮化硅的化学式____，晶体类型是   ；
（2）基态Si原子的电子排布式为_________；Si和C相比，电负性较大的是_________，
（3）在SiO2晶体结构中，O－Si－O的键角是_______，Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为           ，SiO2中Si的杂化类型_______；
（4）氮化硅抗腐蚀能力强，一般不与其他无机酸反应，但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式                            。
（5）晶体硅的晶胞如图所示，则每个晶体硅的晶胞中含有     个硅原子。

氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损。一定条件下，氮气、氢气与四氯化硅反应可以制得氮化硅，化学反应方程式为：3SiCl4+6H2+2N2 → Si3N4+12HCl

氮的氢化物肼（N2H4）是航天火箭发射常用的燃料，二氧化氮作氧化剂。

回答以下问题：

（1）氮原子的最外层电子排布式是_________________；氮元素有多种化合价，写出含2种价态氮的化合物的化学式_________________（举一例）。

（2）硅原子核外电子排布在______________种不同能量的电子亚层上，氮化硅属______________晶体。

（3）上述反应中，属于同一周期的元素符号有_________，用___________________________事实可以比较它们的非金属性强弱。

（4）肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被－NH2取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是______________；与N2H4分子具有相同电子数的分子有多种，其中具有可燃性的物质是_________（举一例）。

（5）肼作火箭发射燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)＋2N2H4(l) → 3N2(g)＋4H2O(g)+1038.7kJ若该反应中有4mol N－H键断裂，则形成的气体有_____mol，其中转移电子数目_____。

（6）肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。该物质晶体类型与硫酸铵相同，则其溶液PH_______7（填>、＜或=），原因是____________________（用离子方程式表示）

 

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