Question

【題目】氮化硅（Si3N4）是一種重要的陶瓷材料，可用石英與焦炭在1400～1450℃的氮?dú)鈿夥障潞铣桑?SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）高 Si3N4（s）+6CO（g）﹣Q（Q＞0），在反應(yīng)條件下，向10L密閉容器中加入反應(yīng)物，10min后達(dá)到平衡． 完成下列填空：
（1）上述反應(yīng)所涉及的元素，原子半徑由大到小的順序是 ． 其中一種元素的原子核外s電子數(shù)與p電子數(shù)相等，寫出它的最外層電子排布的軌道表示式 ．
比較碳、硅兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱，可以通過比較（填：化合物性質(zhì)的差異）來判斷．
（2）上述反應(yīng)混合物中的極性分子是 ， 寫出非極性分子的電子式 ． 從晶體類型的角度分析用氮化硅制造發(fā)動(dòng)機(jī)中耐熱部件的原因是
（3）下列措施可以提高二氧化硅轉(zhuǎn)化率的是（選填編號(hào)）．a(chǎn)．增加二氧化硅用量b．升高反應(yīng)溫度
c．增大氣體壓強(qiáng) d．向反應(yīng)容器中多充入氮?dú)?/span>
（4）下列描述中能說明反應(yīng)已達(dá)平衡的是（選填編號(hào)）．a(chǎn)．c（CO）=3c（N2） b．v （CO）=3v（N2）
c． 保持不變d．氣體的壓強(qiáng)保持不變
（5）測得平衡時(shí)固體質(zhì)量減少了11.2g，則用氮?dú)獗硎镜钠骄�反�?yīng)速率為 ．

Answer 1

【答案】
（1）Si＞C＞N＞O；；CH4與SiH4的穩(wěn)定性或H2CO3與H2SiO3的酸性
（2）CO；；氮化硅是原子晶體、熔點(diǎn)高
（3）bc
（4）cd
（5）0.002mol/（L．min）
【解析】解：（1）同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，故原子半徑：Si＞C＞N＞O；上述元素中的一種元素的原子核外s電子數(shù)與p電子數(shù)相等，核外電子數(shù)排布為1s22s22p4 ， 根據(jù)泡利原理、洪特規(guī)則，最外層電子排布的軌道表示式為 ；可以利用CH4與SiH4的穩(wěn)定性或H2CO3與H2SiO3的酸性等，比較碳、硅兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱，所以答案是：Si＞C＞N＞O； ；CH4與SiH4的穩(wěn)定性或H2CO3與H2SiO3的酸性；（2）CO屬于極性分子，氮?dú)鉃榉墙饘傩苑肿樱�氮�(dú)夥肿又蠳原子之間形成3對(duì)共用電子對(duì)，電子式為 ，氮化硅是原子晶體、熔點(diǎn)高，可以制造發(fā)動(dòng)機(jī)中耐熱部件，所以答案是：CO； ；氮化硅是原子晶體、熔點(diǎn)高；（3）a．二氧化硅為固體，增加二氧化硅用量，平衡不移動(dòng)，二氧化硅轉(zhuǎn)化率減小，故a錯(cuò)誤b．正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高反應(yīng)溫度平衡正向移動(dòng)，二氧化硅轉(zhuǎn)化率增大，故b正確；c．正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大氣體壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，二氧化硅轉(zhuǎn)化率減小，故c錯(cuò)誤；d．向反應(yīng)容器中多充入氮?dú)�，平衡正向移�?dòng)，二氧化硅轉(zhuǎn)化率增大，故d正確，故選：bd；（4）a．平衡時(shí)CO、氮?dú)獾臐舛戎�比不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故a錯(cuò)誤；b．v （CO）=3v（N2），未指明正逆速率，若均為正反應(yīng)速率，反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行，但分別表示正逆速率時(shí)，反應(yīng)到達(dá)平衡，故b錯(cuò)誤；c． 為平衡常數(shù)表達(dá)式， 不變說明到達(dá)平衡，故c正確；d．隨反應(yīng)進(jìn)行氣體物質(zhì)的量增大，恒溫恒容下壓強(qiáng)增大，氣體的壓強(qiáng)保持不變，說明反應(yīng)到達(dá)平衡，故d正確，故選：cd；（5）3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）Si3N4（s）+6CO（g） 固體質(zhì)量減少 56 6×28﹣56=112
5.6g 11.2g
故參加反應(yīng)氮?dú)馕镔|(zhì)的量為 =0.2mol，則v（N2）= =0.002mol/（L．min），所以答案是：0.002mol/（L．min）．
【考點(diǎn)精析】利用極性分子和非極性分子和化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知非極性分子中整個(gè)分子電荷分布是均勻的、對(duì)稱的；極性分子中整個(gè)分子的電荷分布不均勻，不對(duì)稱；化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．