题目内容

氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应获得。

（1）根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是___________（填序号）。

A.制汽轮机叶片      B.制有色玻璃        C.制永久性模具       D.制造柴油机

（2）写出N的原子结构示意图___________；根据元素周期律知识，请写出氮化硅的化学式___________。

（3）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_______________________________________________________。

（4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_____________________________________________________________。

解析：根据N和Si的原子结构及其元素周期律的知识，可判断出氮元素的非金属性比硅强，故N显负价（-3），Si显正价（+4），由此可写出氮化硅的化学式Si3N4；氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应，由于Si与F有极强的亲合性生成了SiF4,则反应中另一种产物为NH3；SiCl4与N2、H2反应生成的产物之一为Si3N4，另一种产物必是HCl。此反应可理解为H2还原SiCl4制取硅，然后硅与N2在高温条件下反应生成Si3N4。

答案：（1）ACD  （2）  Si3N4

（3）Si3N4+12HF3SiF4↑+4NH3↑

（4）3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl


练习册系列答案
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氮化硅是一种高温陶瓷材料，它熔点高、硬度大、化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300℃下反应制得．
（1）根据性质，推测氮化硅的用途是
①③④
①③④
（填序号）．
①制汽轮机叶片    ②制有色玻璃    ③制永久性模具    ④制柴油机
（2）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学反应方程式：
Si3N4+16HF=4NH4F+3SiF4
Si3N4+16HF=4NH4F+3SiF4
．
（3）四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下，加强热发生反应，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为
3SiCl4+2N2+6H2
  △  
.
 
Si3N4+12HCl
3SiCl4+2N2+6H2
  △  
.
 
Si3N4+12HCl
．
氮是地球上极为丰富的元素．填写下列空白．
（1）常温下，锂可与氮气直接反应生成Li3N，Li3N晶体中氮以N3-存在，基态N3-的电子排布式为：
 
，Li3N晶体属于
 
晶体（填晶体类型）．
（2）CO与N2相似，分子中都存在一个共价叁键，CO含
 
个π键．
（3）根据下表数据，写出氮气与氢气反应生成氨气的热化学方程式．
 
．
化学键 N-N N=N N≡N N-H H-H
键能/kJ?mol-1 159 418 946 391 436
（4）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它硬度大、熔点高、化学性质稳定．
①氮化硅晶体属于
 
晶体（填晶体类型）；
②已知氮化硅晶体结构中，原子间都以共价键相连，且N原子与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电子结构，请写出氮化硅的化学式：
 
．
（5）极纯的氮气可由叠氮化钠（NaN3）加热分解而得到．2NaN3（s）=2Na（l）+3N2（g），反应过程中，断裂的化学键是离子键和共价键，形成的化学键有
 
．
Ⅰ氮元素的化合物在现在以及将来有着广阔的发展前景
（1）氮化铝具有耐高温，抗冲击等优良性能，可以通过氧化铝、氮气和碳在高温下反应制得，缺点是会生成一种有毒气体，写出反应方程式：
 
，上述反应，每生成2mol氮化铝，N2得到
 
mol电子．
（2）C3N4晶体的硬度可以和金刚石相媲美，且原子间均以单键结合，C3N4属于晶体，晶体中C-N键键长
 
金刚石中的C-C键键长（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）氮化硅是一种高温陶瓷材料，用来制作汽轮机叶子或永久性模具，现利用四氯化硅和氮气在氢气的作用下加强热，可得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为：
 
，氮化硅抗腐蚀性强，但是易被氢氟酸腐蚀，写出相关的方程式
 
．
（4）氮的另外一种化合物肼（N2H4）是一种火箭发射原料，已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水发生反应生成N2和水蒸气，放出256.65kJ的热量．请写出该反应的热化学方程式：
 
．利用肼、氧气与KOH溶液可组成碱性燃料电池，肼分子（N2H4）可以在氧气中燃烧生成氮气和水．则该电池反应的负极反应式为：
 
；电池工作时，电解质溶液中的OH-离子向
 
极移动．
Ⅱ用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用．例如：
（1）目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是
 
；
（2）光导纤维的主要成分是：
 

（3）用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为
 
的化合物．
“神舟”七号太空飞船的外壳是一种新型结构陶瓷材料，它的主要成分是氮化硅．氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定．
（1）氮化硅晶体属于
 
晶体．
（2）下列物质熔化时，所克服的微粒间作用力与氮化硅熔化时所克服的微粒间作用力相同的是
 
（填编号）．
①单质I2和金刚石　  ②晶体硅和二氧化硅　  ③冰和干冰     ④金刚石和碳化硅
（3）已知氮化硅的晶体结构中，原子间都以单键相连，且氮原子与氮原子、硅原子与硅原子不直接相连，同时每个原子都满足8电子稳定结构，请写出氮化硅的化学式：
 
．
（4）现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下，加强热发生反应，可得到较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为
 
．
氮化硅是一种高温陶瓷材料，结构类似于硅、二氧化硅，它的硬度大，熔点高，化学性质稳定，工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1 300 ℃反应制得。

（1）根据性质，推测氮化硅的用途是（    ）

A.制汽轮机叶片                             B.制有色玻璃

C.制永久性模具                             D.制造柴油机

（2）氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强，除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式_______________________________________。

（3）用四氯化硅在氢气中与氮气反应（加强热）可制得较高纯度的氮化硅，反应的化学方程式为_____________________________________________________。

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