Question

【題目】硅是重要的半導(dǎo)體材料，構(gòu)成現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。硅及其化合物在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在國防和航天工業(yè)中亦有許多用途。

（1）硅原子中最外層電子排布式為___，該層電子的電子云有___種不同的伸展方向。

（2）溫石棉礦是一種硅酸鹽類礦物，化學(xué)式寫作氧化物形式為6MgO4SiO24H2O，其中原子半徑最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在與金剛石結(jié)構(gòu)類似的晶體，其中硅氧原子之間以___相結(jié)合。

a．離子鍵 b．極性鍵 c．非極性鍵 d．范德華力

（3）甲硅烷(SiH4)是一種無色的液體，遇到空氣能爆炸性自燃，生成二氧化硅固體和水。在室溫下，10gSiH4自燃放出熱量446kJ，請寫出其燃燒的熱化學(xué)方程式：___；

（4）SiH4的熱穩(wěn)定性不如CH4，其原因是___。

工業(yè)上硅鐵可以用于冶鎂。以煅白(CaOMgO)為原料與硅鐵（含硅75%的硅鐵合金）混合，置于密閉設(shè)備中于1200℃發(fā)生反應(yīng)：2(CaOMgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)

（5）常溫下鎂的還原性強于硅。上述方法能夠獲得鎂的原因是：___。

（6）若上述反應(yīng)在容積為aL的密閉容器中發(fā)生，一定能說明反應(yīng)已達平衡的是___（選填編號）。

a．反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物

b．爐內(nèi)Ca2SiO4與CaOMgO的質(zhì)量比保持不變

c．反應(yīng)放出的總熱量不再改變

d．單位時間內(nèi)，n(CaOMgO)消耗：n(Ca2SiO4)生成=2：1

若bg煅白經(jīng)tmin反應(yīng)后轉(zhuǎn)化率達70%，該時段內(nèi)Mg的生成速率是___。

Answer 1

【答案】2s22p2 3 第三周期第ⅡA族 b SiH4(l)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol 非金屬性C>Si，它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性CH4>SiH4； 1200℃時反應(yīng)生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應(yīng)方向移動 bc

【解析】

（1）Si原子序數(shù)為14，最外層3個電子層，最外層電子數(shù)為4，故最外層電子排布式為：2s22p2；該原子中含有3個s軌道、6個p軌道，s能級電子云的形狀為球形，無伸展方向，p層共有3種伸展方向，故答案為：2s22p2；3；

（2）6MgO4SiO24H2O中原子半徑最大的元素是Mg，在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族，SiO2中硅氧原子之間以極性共價鍵相結(jié)合，故答案為：第三周期第ⅡA族；b；

（3），則1molSiH4燃燒放出的熱量為：，其燃燒的熱化學(xué)方程式：SiH4(l)+2O2(g)=

SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol，故答案為：SiH4(l)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) -1427.2kJ/mol；

（4）根據(jù)元素周期律，非金屬性C>Si，則它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性CH4>SiH4，故答案為：非金屬性C>Si，它們的氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性CH4>SiH4；

（5）1200℃時發(fā)生反應(yīng)為2(CaOMgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)，此時鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應(yīng)方向移動，使得化學(xué)反應(yīng)能發(fā)生，故答案為：1200℃時反應(yīng)生成的鎂以蒸氣的形式逸出，使平衡向正反應(yīng)方向移動；

（6）a．化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物，則是證明反應(yīng)結(jié)束的，a錯誤；

b．爐內(nèi)Ca2SiO4與CaOMgO的質(zhì)量比保持不變，達到了平衡，b正確；

c．反應(yīng)放出的熱量不再改變，證明正逆反應(yīng)速率是相等的，各個組分的濃度不隨時間的變化而改變，c正確；

d．單位時間內(nèi)，n（CaOMgO）消耗：n（Ca2SiO4）生成=2：1，不能證明正逆反應(yīng)速率相等，d錯誤，

Mg的生成速率，故答案為：bc；；