Question

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“＞”“＜”“＝”）。

 

Answer 1

【答案】

（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×N_Amol^-1=10N_A．

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。