Question

硅及其化合物對人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻．請回答下列有關(guān)問題：
（1）硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖：

 

；
（2）下列物品或設(shè)備所用材料屬于硅酸鹽的是

 

；
①長江三峽水泥大壩②石英光導(dǎo)纖維③陶瓷坩堝④普通玻璃⑤硅太陽能電池
A．①②③B．③④⑤C．②③④D．①③④
（3）常溫下，SiCl₄為液態(tài)，沸點為57.6℃，在空氣中冒白霧．制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl₄中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl₄，應(yīng)采用的方法是

 

；用化學(xué)方程式及必要文字解釋SiCl₄在空氣中冒白霧的原因：

 

；
（4）工業(yè)上可用SiCl₄（g）制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅，其反應(yīng)方程式為：
3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高溫

Si₃N₄（s）+12HCl（g）；△H=akJ?mol（a＜0）
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

；
②在密閉恒容容器中，能表示上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是

 

；
A.3v_逆（N₂）=v_正（H₂）      B．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）
C．混合氣體密度保持不變      D．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6
③在某條件下達到平衡時，H₂與HCl物質(zhì)的量之比為m：n；保持其他條件不變，降低溫度達到新平衡時，H₂與HCl物質(zhì)的量之比

 

m：n（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）硅原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)=14；
（2）陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸鹽產(chǎn)品；
（3）SiCl₄沸點低，可用蒸餾分離，SiCl₄易水解；
（4）①依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)計算式；
②可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變；
③該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動，H₂的物質(zhì)的量減小，HCl的物質(zhì)的量物質(zhì)的量增大．

解答：解：（1）硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖：，
故答案為：；
（2）①長江三峽水泥大壩是硅酸鹽，故①正確；
②石英光導(dǎo)纖維的成分是二氧化硅，不是硅酸鹽，故②錯誤；
③陶瓷坩堝是硅酸鹽，故③正確；
④普通玻璃是硅酸鹽，故④正確；
⑤硅太陽能電池的成分是硅單質(zhì)，不是硅酸鹽，故⑤錯誤；
故答案為：D；
（3）SiCl₄沸點低，可用蒸餾分離，SiCl₄易水解：SiCl₄+3H₂O═H₂SiO₃+4HCl，用在干燥條件下進行，
故答案為：干燥條件下蒸餾；SiCl₄+3H₂O═H₂SiO₃+4HCl；
（4）①依據(jù)反應(yīng)3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高溫

Si₃N₄（s）+12HCl（g）；根據(jù)平衡常數(shù)的概念，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K：

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

，
故答案為：

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

；
②A.3v_逆（N₂）=v_正（H₂），說明達到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B．都是正反應(yīng)方向，故B錯誤；
C．正反應(yīng)密度減小，密度不變說明達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D．反應(yīng)達到平衡時的濃度與反應(yīng)的初始物質(zhì)的量以及反應(yīng)的轉(zhuǎn)化程度有關(guān)，不能確定是否達到平衡，故D錯誤；
故答案為：AC；
③該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動，到達新平衡，H₂的物質(zhì)的量減小，HCl的物質(zhì)的量物質(zhì)的量增大，新平衡H₂和HCl的物質(zhì)的量之比＜

m

n

，
故答案為：＜．

點評：本題考查硅及其化合物的性質(zhì)和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，題目難度不大，本題注意把握化學(xué)平衡狀態(tài)判斷的角度，特別是正逆反應(yīng)速率的關(guān)系，為易錯點．