题目内容

氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：   SiO2  +    C   +    N2  Si3N4   +    CO    
根据题意完成下列各题：
（1）配平上述化学反应方程式。
（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20mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，此时混合气体的平均相对分子质量是           。
（3）分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C        N2（填“＞”“＜”“＝”）。

（6分）（1） 3 SiO2  +   6 C   +   2 N2 1 Si3N4   +   6 CO
（2）   28    （3）C  <  N2

解析试题分析：（1）由产物CO可知，SiO2与C化学计量数之比为1：2 由产物Si3N4可知SiO2与N2化学计量数之比为3：2，所以SiO2、C、N2化学计量数之比为3：6：2，令SiO2的化学计量数为3，C、N2化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si3N4、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO．
故答案为：3、6、2、1、6．
（2）反应中只有C元素的化合价升高，氮气有剩余，根据CO计算电子转移，C元素化合价由0价升高为+2价，转移电子的物质的量为CO的2倍，所以反应中转移电子数为5mol×2×NAmol-1=10NA．
N2与CO的相对分子质量都是28，所以混合气体的平均相对分子质量为28．
故答案为：10；28．
（3）反应中N2作氧化剂，C是还原剂，N2将C氧化为CO，所以氧化性C＜N2．
故答案为：＜。
考点：氧化还原反应方程式的配平 晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系 氧化性、还原性强弱的比较
点评：考查氧化还原反应配平及计算、氧化性还原性比较、晶体结构与性质等，难度中等，注意掌握化学方程式常用的配平方法。

练习册系列答案
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（2012?梧州模拟）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2
 高温 
.
 
Si3N4+6CO，有关说法不正确的是（　　）
（2013?普陀区二模）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+6H2
高温
Si3N4+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
原子
原子
 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
H、Cl
H、Cl
（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
b
b
．
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
它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近
它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近
（简述理由），写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式：
Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑
Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑
．
氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：
3
3
SiO2+
6
6
C+
2
2
N2
 高温 
.
 
1
1
Si3N4+
6
6
CO
根据题意完成下列各题：
（1）配平上述化学反应方程式．
（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20mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，此时混合气体的平均相对分子质量是
28
28
．
（3）分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C
＜
＜
N2（填“＞”“＜”“=”）．
（4）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（A12O3），热稳定性好，化学性质稳定．以下用途正确的是
AC
AC
．
A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途．
氮化硅（Si3N4）是一种具有耐高温、耐磨蚀等优异性能的新型陶瓷．工业上可用如下反应来制取：3SiO2+6C+2N2 
 高压 
.
 
Si3N4+6CO下列说法中不正确的是（　　）
A、氮化硅陶瓷可用于制造汽车发动机
B、氮化硅中氮元素的化合价为─3
C、氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
D、氮化硅不会与任何酸发生反应
氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，800℃下，石英、焦炭和氮气通过以下反应可制得氮化硅．3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）
 高温 
.
 
 Si3N4（s）+6CO（g）
（1）该反应中的氧化产物是
 
．
（2）800℃下，该反应的平衡常数表达式K=
 
．
（3）已知：该反应K800℃＞K 850℃，则该反应是
 
反应．（填“放热”或“吸热”）．
（4）一定温度下，在2L密闭容器内，充入一定量SiO2、C、N2进行上述反应，N2的物质的量随时间（t）的变化如下表：
t/min 0 1 2 3 4 5
n（N2）/mol 2.00 1.40 1.12 1.00 1.00 1.00
从反应初到平衡时，CO的平均生成速率为v（CO）=
 
mol/（L?min）．
（5）若压缩（4）中的密闭体系，则上述平衡向
 
反应方向移动．（填“正”或“逆”）．
（6）能使SiO2的转化率增大的措施是
 
．（填标号）
A．及时分离出CO气体   B．降低温度  C．增加C的初始量  D．使用适宜催化剂．

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