氮化硅(Si3N4)是一種非氧化物高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料,能耐高溫、耐摩擦,在工業(yè)上用途廣泛。粉末狀的Si3N4可以由四氯化硅的蒸氣和氨氣混合反應(yīng)制取。粉末狀的Si3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定,但是,將粉末狀的Si3N4和適量的MgO在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密閉容器中熱處理,可以得到結(jié)構(gòu)十分緊密,且對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料。

(1)氮化硅晶體屬于(    )

A.原子晶體           B.分子晶體             C.金屬晶體           D.離子晶體

(2)寫出由四氯化硅和氨氣反應(yīng)制備Si3N4的化學(xué)方程式:__________________________。

(3)分別寫出粉末狀的Si3N4和水及氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________,__________________________________。

(4)為什么結(jié)構(gòu)緊密的Si3N4固體不再受水和氧氣的侵蝕?________________________。

(1)A  (2)3SiCl4+4NH3====Si3N4+12HCl

(3)Si3N4+6H2O====3SiO2+4NH3

Si3N4+3O2====3SiO2+2N2

(4)Si3N4和MgO在密閉容器中熱處理后,在Si3N4固體表面形成了一層SiO2保護(hù)層,阻止了Si3N4受空氣中的氧氣和水的侵蝕

解析:應(yīng)通過共價(jià)鍵的變化來理解可發(fā)生的反應(yīng)。SiCl4與NH3反應(yīng)生成Si3N4,同時(shí)應(yīng)該有HCl產(chǎn)生;由于Si—N鍵的鍵能小于Si—O鍵的鍵能,Si3N4與H2O反應(yīng)時(shí),Si—N 鍵要向Si—O鍵轉(zhuǎn)化,生成SiO2的同時(shí)應(yīng)該有NH3生成;同樣Si3N4與O2、MgO反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物分別為SiO2和N2、SiO2和Mg3N2(6MgO+Si3N4====3SiO2+2Mg3N2)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2012?梧州模擬)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可通過以下反應(yīng)制得:3SiO2+6C+2N2
 高溫 
.
 
Si3N4+6CO,有關(guān)說法不正確的是( �。�

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

(2013?普陀區(qū)二模)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率.工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,反應(yīng)如下:3SiCl4+2N2+6H2
高溫
Si3N4+12HCl
完成下列填空:
(1)氮化硅可用于制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件,因?yàn)樗鼘儆?!--BA-->
原子
原子
 晶體.有關(guān)氮化硅的上述反應(yīng)中,原子最外層只有一個(gè)未成對(duì)電子的元素是
H、Cl
H、Cl
(填寫元素符號(hào));屬于非極性分子的化合物的電子式是

(2)比較Si和Cl兩種元素非金屬性強(qiáng)弱的方法是
b
b

a.比較兩種元素的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)
b.比較兩種元素的原子獲得一個(gè)電子時(shí)釋放能量的大小
c.比較兩種元素的原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)獲得電子的多少
d.比較相同條件下兩種元素氫化物水溶液的酸性強(qiáng)弱
(3)Si與Al、Be具有相似的化學(xué)性質(zhì),因?yàn)?!--BA-->
它們都在元素周期表中金屬和非金屬的分界線附近
它們都在元素周期表中金屬和非金屬的分界線附近
(簡(jiǎn)述理由),寫出Si與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:
Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2
Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可用石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得:
3
3
SiO2+
6
6
C+
2
2
N2
 高溫 
.
 
1
1
Si3N4+
6
6
CO
根據(jù)題意完成下列各題:
(1)配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式.
(2)為了保證石英和焦炭盡可能的轉(zhuǎn)化,氮?dú)庖m當(dāng)過量.某次反應(yīng)用了20mol氮?dú)猓磻?yīng)生成了5mol一氧化碳,此時(shí)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量是
28
28

(3)分析反應(yīng)可推測(cè)碳、氮?dú)獾难趸裕篊
N2(填“>”“<”“=”).
(4)氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高,硬度接近于剛玉(A12O3),熱穩(wěn)定性好,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定.以下用途正確的是
AC
AC

A.可以在冶金工業(yè)上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設(shè)備
B.在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導(dǎo)體
C.研發(fā)氮化硅的全陶發(fā)動(dòng)機(jī)替代同類型金屬發(fā)動(dòng)機(jī)
D.氮化硅陶瓷的開發(fā)受到資源的限制,沒有發(fā)展前途.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氮化硅(Si3N4)是一種具有耐高溫、耐磨蝕等優(yōu)異性能的新型陶瓷.工業(yè)上可用如下反應(yīng)來制�。�3SiO2+6C+2N2 
 高壓 
.
 
Si3N4+6CO下列說法中不正確的是( �。�
A、氮化硅陶瓷可用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)
B、氮化硅中氮元素的化合價(jià)為─3
C、氮化硅陶瓷屬于新型無機(jī)非金屬材料
D、氮化硅不會(huì)與任何酸發(fā)生反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,800℃下,石英、焦炭和氮?dú)馔ㄟ^以下反應(yīng)可制得氮化硅.3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)
 高溫 
.
 
 Si3N4(s)+6CO(g)
(1)該反應(yīng)中的氧化產(chǎn)物是
 

(2)800℃下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=
 

(3)已知:該反應(yīng)K800℃>K 850℃,則該反應(yīng)是
 
反應(yīng).(填“放熱”或“吸熱”).
(4)一定溫度下,在2L密閉容器內(nèi),充入一定量SiO2、C、N2進(jìn)行上述反應(yīng),N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間(t)的變化如下表:
t/min 0 1 2 3 4 5
n(N2)/mol 2.00 1.40 1.12 1.00 1.00 1.00
從反應(yīng)初到平衡時(shí),CO的平均生成速率為v(CO)=
 
mol/(L?min).
(5)若壓縮(4)中的密閉體系,則上述平衡向
 
反應(yīng)方向移動(dòng).(填“正”或“逆”).
(6)能使SiO2的轉(zhuǎn)化率增大的措施是
 
.(填標(biāo)號(hào))
A.及時(shí)分離出CO氣體   B.降低溫度  C.增加C的初始量  D.使用適宜催化劑.

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