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    氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：
    3
    3
    SiO2+
    6
    6
    C+
    2
    2
    N2
    高温
    1
    1
    Si3N4+
    6
    6
    CO．
    根据题意完成下列各题：
    （1）配平上述化学反应方程式．
    （2）为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量．某次反应用了20mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，则反应中转移电子数为
    10
    10
    NA，此时混合气体的平均相对分子质量是
    28
    28
    ．
    （3）分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C
    ＜
    ＜
    N2（填“＞”“＜”“=”）．
    （4）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（Al2O3），热稳定性好，化学性质稳定．以下用途正确的是
    AC
    AC
    ．
    A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等热工设备
    B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
    C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
    D．氮化硅陶瓷的开发，将受到资源的限制，发展前余暗谈．
    分析：（1）由产物CO可知，SiO2与C化学计量数之比为1：2 由产物Si3N4可知SiO2与N2化学计量数之比为3：4，所以SiO2、C+、N2化学计量数之比为3：6：4，令SiO2的化学计量数为3，结合元素守恒可知Si3N4、CO化学计量数分别为1、6．
    （2）反应中只有C元素的化合价升高，氮气有剩余，根据CO计算电子转移，C元素化合价由0价升高为+2价，转移电子的物质的量为CO的2倍．N2与CO的相对分子质量都是28，混合气体的平均相对分子质量不变．
    （3）反应中N2作氧化剂，C是还原剂，N2将C氧化．
    （4）由信息可知，氮化硅机械强度高，硬度大，热稳定性好，化学性质稳定，氮化硅属于原子晶体，不是电的良导体，制备氮化硅的资源丰富，自然界中有大量的氮气与二氧化硅，具有广阔的发展前景．
    解答：解：（1）由产物CO可知，SiO2与C化学计量数之比为1：2 由产物Si3N4可知SiO2与N2化学计量数之比为3：2，所以SiO2、C、N2化学计量数之比为3：6：2，令SiO2的化学计量数为3，C、N2化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si3N4、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO2+6C+2N2 
     高温 
    .
     
     Si3N4+6CO．
    故答案为：3、6、2、1、6．
    （2）反应中只有C元素的化合价升高，氮气有剩余，根据CO计算电子转移，C元素化合价由0价升高为+2价，转移电子的物质的量为CO的2倍，所以反应中转移电子数为5mol×2×NAmol-1=10NA．
    N2与CO的相对分子质量都是28，所以混合气体的平均相对分子质量为28．
    故答案为：10；28．
    （3）反应中N2作氧化剂，C是还原剂，N2将C氧化为CO，所以氧化性C＜N2．
    故答案为：＜．
    （4）A、氮化硅热稳定性好，可以用于热工设备，故A正确；
    B、氮化硅属于原子晶体，不是电的良导体，故B错误；
    C、氮化硅机械强度高，硬度大，可以替代同类型金属发动机，故C正确；
    D、制备氮化硅的资源丰富，具有广阔的发展前景，故D错误．
    故选：AC．
    点评：考查氧化还原反应配平及计算、氧化性还原性比较、晶体结构与性质等，难度中等，注意掌握化学方程式常用的配平方法．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2012?梧州模拟）氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可通过以下反应制得：3SiO2+6C+2N2
     高温 
    .
     
    Si3N4+6CO，有关说法不正确的是（　　）

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2013?普陀区二模）用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，反应如下：3SiCl4+2N2+6H2
    高温
    Si3N4+12HCl
    完成下列填空：
    （1）氮化硅可用于制造发动机的耐热部件，因为它属于
    原子
    原子
     晶体．有关氮化硅的上述反应中，原子最外层只有一个未成对电子的元素是
    H、Cl
    H、Cl
    （填写元素符号）；属于非极性分子的化合物的电子式是
    ．
    （2）比较Si和Cl两种元素非金属性强弱的方法是
    b
    b
    ．
    a．比较两种元素的气态氢化物的沸点
    b．比较两种元素的原子获得一个电子时释放能量的大小
    c．比较两种元素的原子达到稳定结构获得电子的多少
    d．比较相同条件下两种元素氢化物水溶液的酸性强弱
    （3）Si与Al、Be具有相似的化学性质，因为
    它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近
    它们都在元素周期表中金属和非金属的分界线附近
    （简述理由），写出Si与强碱溶液反应的离子反应方程式：
    Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑
    Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：
    3
    3
    SiO2+
    6
    6
    C+
    2
    2
    N2
     高温 
    .
     
    1
    1
    Si3N4+
    6
    6
    CO
    根据题意完成下列各题：
    （1）配平上述化学反应方程式．
    （2）为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量．某次反应用了20mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，此时混合气体的平均相对分子质量是
    28
    28
    ．
    （3）分析反应可推测碳、氮气的氧化性：C
    ＜
    ＜
    N2（填“＞”“＜”“=”）．
    （4）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（A12O3），热稳定性好，化学性质稳定．以下用途正确的是
    AC
    AC
    ．
    A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
    B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
    C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
    D．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    氮化硅（Si3N4）是一种具有耐高温、耐磨蚀等优异性能的新型陶瓷．工业上可用如下反应来制取：3SiO2+6C+2N2 
     高压 
    .
     
    Si3N4+6CO下列说法中不正确的是（　　）
    A、氮化硅陶瓷可用于制造汽车发动机
    B、氮化硅中氮元素的化合价为─3
    C、氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
    D、氮化硅不会与任何酸发生反应

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，800℃下，石英、焦炭和氮气通过以下反应可制得氮化硅．3SiO2（s）+6C（s）+2N2（g）
     高温 
    .
     
     Si3N4（s）+6CO（g）
    （1）该反应中的氧化产物是
     
    ．
    （2）800℃下，该反应的平衡常数表达式K=
     
    ．
    （3）已知：该反应K800℃＞K 850℃，则该反应是
     
    反应．（填“放热”或“吸热”）．
    （4）一定温度下，在2L密闭容器内，充入一定量SiO2、C、N2进行上述反应，N2的物质的量随时间（t）的变化如下表：
    t/min 0 1 2 3 4 5
    n（N2）/mol 2.00 1.40 1.12 1.00 1.00 1.00
    从反应初到平衡时，CO的平均生成速率为v（CO）=
     
    mol/（L?min）．
    （5）若压缩（4）中的密闭体系，则上述平衡向
     
    反应方向移动．（填“正”或“逆”）．
    （6）能使SiO2的转化率增大的措施是
     
    ．（填标号）
    A．及时分离出CO气体   B．降低温度  C．增加C的初始量  D．使用适宜催化剂．

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