Question

硅及其化合物對人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)，請回答下列有關(guān)問題：

(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖：________。

(2)下列物品或設(shè)備所用的材料屬于硅酸鹽的是________。

①長江三峽水泥大壩�、谑�英光導(dǎo)纖維�、厶沾邵釄濉、芷胀úＡА、莨杼�陽能電池

A．①②③                           B．③④⑤

C．②③④                           D．①③④

(3)常溫下，SiCl₄為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6℃，在空氣中冒白霧。制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl₄中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl₄，應(yīng)采用的方法是________；用化學(xué)方程式及必要文字解釋SiCl₄在空氣中冒白霧的原因：_______________________________________。

(4)工業(yè)上可用SiCl₄(g)制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅，其反應(yīng)方程式為

3SiCl₄(g)＋2N₂(g)＋6H₂(g)Si₃N₄(s)＋12HCl(g)　ΔH＝a kJ/mol(a＜0)

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝______________.

②在密閉恒容容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

A．3v_逆(N₂)＝v_正(H₂)

B．v_正(HCl＝4v_正＝4v_正(SiCl₄)

C．混合氣體密度保持不變

D．c(N₂)∶c(H₂)∶c(HCl)＝1∶3∶6

③在某條件下達(dá)到平衡時，H₂與HCl物質(zhì)的量之比為m∶n；保持其他條件不變，降低溫度達(dá)到平衡時，H₂與HCl物質(zhì)的量之比________m∶n(填“>”、“＝”或“＜”)。

Answer 1

解析：(1)硅原子的原子核內(nèi)含14個質(zhì)子，原子核外有3個電子層，每個電子層上的電子數(shù)分別為2個、8個和4個，所以其原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)長江三峽大壩

的水泥中含有硅酸鹽，石英光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO₂，不是硅酸鹽，陶瓷坩堝中含有硅酸鹽，玻璃中含有硅酸鹽，硅太陽能電池中含有單質(zhì)硅的成分，不含硅酸鹽。(3)由SiCl₄的沸點(diǎn)低的性質(zhì)可以選擇蒸餾的方法純化，但因?yàn)镾iCl₄能夠水解，所以必須選擇無水(無水蒸氣)的環(huán)境進(jìn)行該操作；SiCl₄在空氣中與水蒸氣反應(yīng)生成H₂SiO₃和HCl，其中HCl在空氣中遇到水蒸氣產(chǎn)生白霧。(4)①因氮化硅是固體，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝。②同一個化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率大小與其計量系數(shù)成正比，選項(xiàng)A給出了正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的關(guān)系，A項(xiàng)正確；選項(xiàng)B給出的是不同種物質(zhì)的正反應(yīng)速率的關(guān)系，其關(guān)系在沒有達(dá)到平衡的時候也存在，B項(xiàng)錯；選項(xiàng)C，密閉容器的容積不變，而根據(jù)化學(xué)方程式可知，在達(dá)到平衡前，由于生成固體氮化硅，故容器內(nèi)混合氣體的質(zhì)量減小，所以密度減小，當(dāng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的生成與消耗相等，混合氣體的質(zhì)量不再變化，密度恒定，C項(xiàng)正確；可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度與化學(xué)方程式中的計量系數(shù)之間沒有聯(lián)系，D項(xiàng)錯。③由給出的反應(yīng)方程式中的ΔH＝ a kJ/mol(a<0)可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，所以H₂與HCl的物質(zhì)的量之比變小。

答案：(1)

 (2)D

(3)干燥條件下蒸餾　SiCl₄＋3H₂O===H₂SiO₃＋4HCl，HCl遇水蒸氣產(chǎn)生白霧

(4)①K＝�、贏C　③<