碳化硅(SiC) 、氧化鋁(Al2O3) 和氮化硅(Si3N4)是優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有重要用途。宇宙火箭和導(dǎo)彈中,大量用鈦代替鋼鐵。

(1)Al的離子結(jié)構(gòu)示意圖為                  

Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為                                         

(2)氮化硅抗腐蝕能力很強(qiáng),但易被氫氟酸腐蝕,氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽,

其反應(yīng)方程式為                                                

(3)工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)如下:

3SiCl4(g) + x N2(g) + 6 H2(g)   Si3N4(s) + 12 HCl(g)   △H<0  

在恒溫、恒容時(shí),分別將0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2 L密閉容器內(nèi),進(jìn)行上述反應(yīng),5 min達(dá)到平衡狀態(tài),所得HCl(g)為0.3mol/L、 N2為0.05 mol/L

① H2的平均反應(yīng)速率是                       

② 反應(yīng)前與達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)之比=           

③ 系數(shù) x =     

(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)  ΔH1=+140 kJ·mol1

C(s)+O2(g)=== CO(g)    ΔH2 =-110 kJ·mol1

寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式:

                                                                              

 

【答案】

(共10分)(1)(1分)   2Al +2OH-+2H2O=2AlO2 + 3H2↑  (2分)

(2)Si3N4 +16HF=3SiF4 + 4NH4F (2分)

(3)①0.03mol/(L·min)  ②11:12  ③x=2    (1分/空,若沒(méi)有帶單位不得分)

(4)TiO2(s)+2Cl2(g)+2 C(s) ===TiCl4(l)+ 2 CO(g)    ΔH = - 80 kJ·mol1(2分)

【解析】

試題分析:(1)鋁離子的核外電子數(shù)是8個(gè),所以離子結(jié)構(gòu)示意圖為。金屬鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣和偏鋁酸鈉,反應(yīng)的離子方程式是2Al +2OH-+2H2O=2AlO2 + 3H2↑。

(2)氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽,則根據(jù)原子守恒可知,該銨鹽應(yīng)該是氟化氨,因此反應(yīng)的化學(xué)方程式是Si3N4 +16HF=3SiF4 + 4NH4F。

(3)            3SiCl4(g) + x N2(g) + 6 H2(g)   Si3N4(s) + 12 HCl(g)

起始量(mol)    0.3        0.2       0.6                0         0

轉(zhuǎn)化量(mol/L)  0.15       0.05x     0.3               0.05       0.6

平衡量(mol/L)  0.15     0.2-0.05x  0.3               0.05       0.6

則① H2的平均反應(yīng)速率是=0.03mol/(L·min)

② 反應(yīng)前與達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)之比是

③0.2-0.05x=0.1

解得x=2

(4)根據(jù)蓋斯定律可知,①+②×2即得到反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2 C(s) ===TiCl4(l)+ 2 CO(g),所以該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH =140 kJ/mol -110 kJ/mol×2=-80 kJ·mol

考點(diǎn):考查離子結(jié)構(gòu)示意圖、方程式的書寫,反應(yīng)速率、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算

點(diǎn)評(píng):該題是高考中的常見(jiàn)題型,屬于中等難度的試題。試題基礎(chǔ)性強(qiáng),在注重考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí),側(cè)重考查學(xué)生靈活運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力,和規(guī)范的答題能力。

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

碳化硅SiC是一種晶體,具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的.在下列各種晶體:①晶體硅、谙跛徕洝、劢饎偸、芴蓟琛、莞杀、薇,它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是( 。
A、①②③④⑤⑥B、①④③②⑥⑤C、③④①②⑥⑤D、③④①②⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

碳化硅(SiC)的一種晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三種晶體①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中,它們的熔點(diǎn)從高到低的順序是(    )

A. ①③②            B. ②③①           C. ③①②           D. ②①③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

碳化硅(SiC)是一種晶體,具有類似金剛石的結(jié)構(gòu),其中碳原子和硅原子的位置是交替的,在下列三種晶體,它們的熔點(diǎn)由高到低的是( 。

①金剛石、诰w硅 ③碳化硅

A.①③②            B.③①②?      C.②③①            D.②①③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2012-2013學(xué)年北京市房山區(qū)房山中學(xué)高二下學(xué)期期中考試化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題

碳化硅(SiC) 、氧化鋁(Al2O3) 和氮化硅(Si3N4)是優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有重要用途。
(1)Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為                ;Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為
                                                              。
(2)氮化硅抗腐蝕能力很強(qiáng),但易被氫氟酸腐蝕,氮化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽,其反應(yīng)方程式為                                                    
(3)工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅,其反應(yīng)如下:
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g)Si3N4(s) + 12HCl(g)  △H<0  
某溫度和壓強(qiáng)條件下,分別將0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2L密閉容器內(nèi),進(jìn)行上述反應(yīng),5min達(dá)到平衡狀態(tài),所得Si3N4(s)的質(zhì)量是5.60g。
①H2的平均反應(yīng)速率是         mol/(L·min)。
②平衡時(shí)容器內(nèi)N2的濃度是          mol·L-1
③SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率是        。
④若按n(SiCl4) : n(N2) : n(H2) =" 3" : 2 : 6的投料配比,向上述容器不斷擴(kuò)大加料,SiCl4(g)的轉(zhuǎn)化率應(yīng)         (填“增大”、“減”或“不變”)。
⑤工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
SiCl4(g)+2H2(g) Si(s)+4HCl(g);△H=+QkJ·mol-1(Q>0)
某溫度、壓強(qiáng)下,將一定量的反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上的反應(yīng)(此條件下為可逆反應(yīng)),下列敘述正確的是(   )
A.反應(yīng)過(guò)程中,若增大壓強(qiáng)能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率
B.若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)SiCl4為1mol,則達(dá)到平衡時(shí),吸收熱量為QkJ
C.當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025QkJ時(shí),生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH恰好反應(yīng)
D.反應(yīng)至4min時(shí),若HCl的濃度為0.12mol·L-1,則H2的反應(yīng)速率為0.03mol/(L·min)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2013屆甘肅省高二下學(xué)期第二次月考化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

碳化硅(SiC)是一種具有類似金剛石結(jié)構(gòu)的晶體,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。下列三種晶體:①金剛石、②晶體硅、③碳化硅中,它們的熔點(diǎn)由高到低的順序是(  )

A.①③②    B.②③①   C.③①②    D.②①③

 

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