题目列表(包括答案和解析)
(15分)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题:
(1)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且N原子和N原子,Si原子与Si原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构,则氮化硅的化学式____,晶体类型是 ;
(2)基态Si原子的电子排布式为_________;Si和C相比,电负性较大的是_________,
(3)在SiO2晶体结构中,O-Si-O的键角是_______,Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为 ,SiO2中Si的杂化类型_______;
(4)氮化硅抗腐蚀能力强,一般不与其他无机酸反应,但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式 。
(5)晶体硅的晶胞如图所示,则每个晶体硅的晶胞中含有 个硅原子。
(15分)氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料,硬度大、耐磨损。利用SiO2和C的混合粉末在N2的气氛中加热至1300℃反应制得。请回答下列问题:
(1)已知氮化硅的晶体结构中,原子间都以单键相连,且N原子和N原子,Si原子与Si原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构,则氮化硅的化学式____,晶体类型是 ;
(2)基态Si原子的电子排布式为_________;Si和C相比,电负性较大的是_________,
(3)在SiO2晶体结构中,O-Si-O的键角是_______,Si原子和周围的四个O原子组成的空间构型为 ,SiO2中Si的杂化类型_______;
(4)氮化硅抗腐蚀能力强,一般不与其他无机酸反应,但能和氢氟酸反应生成硅酸。试写出该反应的化学方程式 。
(5)晶体硅的晶胞如图所示,则每个晶体硅的晶胞中含有 个硅原子。
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氮化硅(Si3N4)是一种优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途。
I.工业上有多种方法来制备氮氦化硅,常见的方法有:
方法一 直接氦化法:在1300~1400℃时,高纯粉状硅与纯氦气化合,其反应方程式为
方法二 化学气相沉积法:在高温条件下利用四氯化硅气体、纯氦气、氢气反应生成氦化硅和HCl,与方法一相比,用此法制得的氦化硅纯度较高,其原因是 。
方法三 Si(NH2)4热分解法:先用四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4和一种气体
(填分子式);然后使Si(NH2)4受热分解,分解后的另一种产物的分子式为 。
II.(1)氨化硅抗腐蚀能力很强,但易被氢氟酸腐蚀,氨化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,此盐中存在的化学键类型有 。
(2)已知:25℃,101kPa条件下的热化学方程式:
3Si(s)+2N2(g)==Si3N4(s) △H=—750.2kJ/mol
Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(g) △H=—609.6kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)==HCl(g) △H=—92.3kJ/mol
请写出四氯化硅气体与氮气、氢气反应的热化学方程式:
。
III.工业上制取高纯硅和四氯化硅的生产流程如下:
已知:X,高纯硅、原料B的主要成分都可与Z反应,Y与X在光照或点燃条件下可反应,Z的焰色呈黄色。
(1)原料B的主要成分是 。
(2)写出焦炭与原料B中的主要成分反应的化学方程式: 。
(3)上述生产流程中电解A的水溶液时,阳极材料能否用Cu? (填“能”或“不能”)。
写出Cu为阳极电解A的水溶液开始一段时间阴阳极的电极方程式:
阳极: ;阴极: 。
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