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氮化硅(Si3N4)是一种重要的陶瓷材料,可用石英与焦炭在1400~1450℃的氮气气氛下合成:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)高高温Si3N4(s)+6CO(g)-Q(Q>0
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更新时间:2024-04-19 17:35:00
问题描述:

氮化硅(Si3N4)是一种重要的陶瓷材料,可用石英与焦炭在1400~1450℃的氮气气氛下合成:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)高高温

Si3N4(s)+6CO(g)-Q(Q>0),在反应条件下,向10L密闭容器中加入反应物,10min后达到平衡.

完成下列填空:

(1)上述反应所涉及的元素,原子半径由大到小的顺序是___.

其中一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,写出它的最外层电子排布的轨道表示式___.

比较碳、硅两种元素的非金属性强弱,可以通过比较___(填:化合物性质的差异)来判断.

(2)上述反应混合物中的极性分子是___,写出非极性分子的电子式___.

从晶体类型的角度分析用氮化硅制造发动机中耐热部件的原因是___.

(3)下列措施可以提高二氧化硅转化率的是___(选填编号).

a.增加二氧化硅用量b.升高反应温度

c.增大气体压强 d.向反应容器中多充入氮气

(4)下列描述中能说明反应已达平衡的是___(选填编号).

a.c(CO)=3c(N2) b.v (CO)=3v(N2)

c.[c(CO)]6[c(N2)]2保持不变d.气体的压强保持不变

(5)测得平衡时固体质量减少了11.2g,则用氮气表示的平均反应速率为___.

刘冬林回答:
  (1)同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径:Si>C>N>O;   上述元素中的一种元素的原子核外s电子数与p电子数相等,核外电子数排布为1s22s22p4,根据泡利原理、洪特规则,最外层电子排布的轨道表示式为;   可以利用CH4与SiH4的稳定性或H2CO3与H2SiO3的酸性等,比较碳、硅两种元素的非金属性强弱,   故答案为:Si>C>N>O;;CH4与SiH4的稳定性或H2CO3与H2SiO3的酸性;   (2)CO属于极性分子,氮气为非金属性分子,氮气分子中N原子之间形成3对共用电子对,电子式为,氮化硅是原子晶体、熔点高,可以制造发动机中耐热部件,   故答案为:CO;;氮化硅是原子晶体、熔点高;   (3)a.二氧化硅为固体,增加二氧化硅用量,平衡不移动,二氧化硅转化率减小,故a错误   b.正反应为吸热反应,升高反应温度平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,故b正确;   c.正反应为气体体积增大的反应,增大气体压强,平衡逆向移动,二氧化硅转化率减小,故c错误;   d.向反应容器中多充入氮气,平衡正向移动,二氧化硅转化率增大,故d正确,   故选:bd;   (4)a.平衡时CO、氮气的浓度之比不一定等于化学计量数之比,故a错误;   b.v(CO)=3v(N2),未指明正逆速率,若均为正反应速率,反应始终按该比例关系进行,但分别表示正逆速率时,反应到达平衡,故b错误;   c.[c(CO)]
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