Question

6．氮化硅是一種新型陶瓷材料，它可由石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦校�通過以下反應(yīng)制得：
3SiO₂+6C+2N₂$\stackrel{高溫}{?}$1Si₃N₄+6CO
（1）補(bǔ)充并配平上述反應(yīng)的化學(xué)方程式（填寫化學(xué)式和化學(xué)計(jì)量數(shù)）．
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{C{\;}^{6}（CO）}{C{\;}^{2}（N{\;}_{2}）}$；升高溫度時(shí)平衡常數(shù)減小，則其反應(yīng)熱△H小于零（填“大于”、“小于”或“等于”）；若在一定溫度下，當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)增加氮?dú)獾牧髁�，平衡常�?shù)將不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）當(dāng)制得14g Si₃N₄時(shí)，碳將失去（填“得到”或“失去”）1.2mol電子，增加碳的用量時(shí)平衡不移動(dòng)（填“正向移動(dòng)”、“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）．
（4）氮化硅作為新型材料，具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、耐磨損等優(yōu)異性能．但作為結(jié)構(gòu)材料，它還存在抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度低、容易發(fā)生脆性斷裂等缺點(diǎn)．為此工業(yè)上常以氮化硅作為基體，加入碳化硅作為添加劑來制造復(fù)合材料．以下屬于復(fù)合材料的是AB．
A．玻璃鋼     B．鋼筋混凝土     C．聚苯乙烯塑料    D．搪瓷．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及質(zhì)量守恒來解答；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{C{\;}^{6}（CO）}{C{\;}^{2}（N{\;}_{2}）}$分析；根據(jù)升高溫度時(shí)平衡常數(shù)減小，則升高溫度逆向移動(dòng)，以及溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響判斷；
（3）根據(jù)方程式，當(dāng)制得14g Si₃N₄即$\frac{14}{28×3+14×4}$=0.1mol時(shí)，碳由0價(jià)升高到+2價(jià)，所以失去0.6×2=1.2mol電子，又碳為純固體，則增加碳的用量平衡不移動(dòng)；
（4）復(fù)合材料是由兩種及以上的材料組成的，可根據(jù)各物質(zhì)的組成及復(fù)合材料的定義進(jìn)行分析解答．

解答 解：（1）Si的化合價(jià)前后未變，N的化合價(jià)由0升為-3，C的化合價(jià)由0升為+2，生成1個(gè)Si₃N₄化合價(jià)降低12，生成1個(gè)CO化合價(jià)升高2，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等以及質(zhì)量守恒得，SiO₂+6C+2N₂ $\stackrel{高溫}{?}$Si₃N₄+6CO，故答案為：3SiO₂，6，2，1，6； 
（2）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{C{\;}^{6}（CO）}{C{\;}^{2}（N{\;}_{2}）}$，故答案為：$\frac{C{\;}^{6}（CO）}{C{\;}^{2}（N{\;}_{2}）}$；因升高溫度時(shí)平衡常數(shù)減小，則升高溫度逆向移動(dòng)，所以反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則△H＜0，平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，所以增加氮?dú)獾牧髁�，平衡常�?shù)將不變，故答案為：$\frac{C{\;}^{6}（CO）}{C{\;}^{2}（N{\;}_{2}）}$；小于；不變；
（3）根據(jù)方程式SiO₂+6C+2N₂ $\stackrel{高溫}{?}$Si₃N₄+6CO，當(dāng)制得14g Si₃N₄即$\frac{14}{28×3+14×4}$=0.1mol時(shí)，碳由0價(jià)升高到+2價(jià)，所以失去0.6×2=1.2mol電子，又碳為純固體，則增加碳的用量平衡不移動(dòng)；故答案為：失去；1.2；不移動(dòng)；
（4）A、玻璃鋼是玻璃纖維與合成材料復(fù)而成的一種特殊材料，屬于復(fù)合材料；
B、鋼筋混凝土是由鋼筋和粘土混合而成的，屬于復(fù)合材料；
C、聚苯乙烯塑料是一種合成有機(jī)高分子材料，不屬于復(fù)合材料；
D、搪瓷是無機(jī)非金屬材料，不屬于復(fù)合材料；
故選AB．

點(diǎn)評(píng) 考查氧化還原反應(yīng)配平及計(jì)算、化學(xué)平衡移動(dòng)原理及其平衡常數(shù)的影響因素等，難度中等，注意掌握化學(xué)方程式常用的配平方法．