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(2012秋?岳麓区校级月考)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: SiO2+ C+ N2高温 Si3N4+ 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 NA,此时混合气体的平均相对分子质量是 .(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 .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.试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
(2012秋?岳麓区校级月考)氮化硅(Si
3
N
4
)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:
SiO
2
+
C+
N
2
高温
Si
3
N
4
+
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
N
A
,此时混合气体的平均相对分子质量是
.
(3)分析反应可推测碳、氮气的氧化性:C
N
2
(填“>”“<”“=”).
(4)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(Al
2
O
3
),热稳定性好,化学性质稳定.以下用途正确的是
.
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.
试题解答
3:6:2:1:6:10:28:<:AC
【解答】解:(1)由产物CO可知,SiO
2
与C化学计量数之比为1:2 由产物Si
3
N
4
可知SiO
2
与N
2
化学计量数之比为3:2,所以SiO
2
、C、N
2
化学计量数之比为3:6:2,令SiO
2
的化学计量数为3,C、N
2
化学计量数分别为6、2,结合元素守恒可知Si
3
N
4
、CO化学计量数分别为1、6,配平后方程式为3SiO
2
+6C+2N
2
高温
Si
3
N
4
+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×N
A
mol
-1
=10N
A
.
N
2
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N
2
作氧化剂,C是还原剂,N
2
将C氧化为CO,所以氧化性C<N
2
.
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.
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填空题
高中
化学
晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系
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