【題目】新型陶瓷材料氮化硅(Si3N4)可用于制作火箭發(fā)動機(jī)中燃料的噴嘴。氮化硅可由石英、焦炭在高溫氮?dú)饬髦兄迫。完成下列填空:______SiO2+______C+______N2______Si3N4+______CO。
(1)試配平該化學(xué)反應(yīng)方程式,將系數(shù)填寫在對應(yīng)位置上。在方程式上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。____________
(2)反應(yīng)中______被還原,當(dāng)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多 1mol 時,反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)為______。
(3)在該反應(yīng)體系中:所涉及物質(zhì)屬于非極性分子的電子式為______;所涉及元素中原子半徑最大的原子的最外層電子排布式為______。
(4)反應(yīng)的主要產(chǎn)物氮化硅所屬的晶體類型為______,證明氮化硅組成元素非金屬性強(qiáng)弱:
(Ⅰ)寫出一個化學(xué)事實(shí)______;
(Ⅱ)從原子結(jié)構(gòu)上進(jìn)行說明:______。
【答案】 N2 2.4NA 3s23p2 原子晶體 HNO3為強(qiáng)酸,H2SiO3為弱酸(或Si3N4中Si為+4價、N為-3價等) 相對原子半徑小的N原子最外層有5個電子,形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)得3個電子,相對原子半徑大的Si原子最外層有4個電子,形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)要得4個電子,得電子形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時Si比N更難
【解析】
(1)由產(chǎn)物CO可知,SiO2與C化學(xué)計量數(shù)之比為1:2。由產(chǎn)物Si3N4可知SiO2與N2化學(xué)計量數(shù)之比為3:2,所以SiO2、C、N2化學(xué)計量數(shù)之比為3:6:2,令SiO2的化學(xué)計量數(shù)為3,C、N2化學(xué)計量數(shù)分別為6、2,結(jié)合元素守恒可知Si3N4、CO化學(xué)計量數(shù)分別為1、6,配平后方程式為3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,其中N的化合價降低,則N2發(fā)生得電子的還原反應(yīng),C發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),反應(yīng)中共轉(zhuǎn)移12e-,電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為;
(2)反應(yīng)3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中N元素化合價降低,N2發(fā)生還原反應(yīng),Si3N4為還原產(chǎn)物、CO為氧化產(chǎn)物,生成6molCO和1molSi3N4時,共轉(zhuǎn)移12mole-,所以當(dāng)氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1mol時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移=2.4mol電子,即轉(zhuǎn)移電子數(shù)電子數(shù)為2.4NA;
(3)反應(yīng)3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO中,N2為非極性分子,結(jié)構(gòu)式為N≡N,電子式為,Si的原子半徑最大,最外層電子的4個電子排布于3s、3p能級上,即排布式為3s23p2;
(4)氮化硅(Si3N4)是共價化合物,可用于制作火箭發(fā)動機(jī)中燃料的噴嘴,說明其熔點(diǎn)高,所以氮化硅為原子晶體;
(I)比較N、Si非金屬性強(qiáng)弱,可根據(jù)元素的最高價含氧酸的酸性強(qiáng)弱判斷,酸性越強(qiáng),則元素的非金屬性越強(qiáng),即它們的最高價氧化物對應(yīng)水化物中,HNO3為強(qiáng)酸,H2SiO3為弱酸;
(Ⅱ)由于N原子半徑小,Si原子半徑大,形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時N得電子的能力強(qiáng),即得電子能力強(qiáng)的N原子的非金屬性強(qiáng)于Si,導(dǎo)致Si3N4中Si為+4價、N為-3價。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,電離平衡常數(shù)如下表,下列說法錯誤的是
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
電離平衡常數(shù) | 1.8×10-5 | K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
A.離子結(jié)合質(zhì)子的能力由大到小的順序是:CO32- > ClO- > HCO3- > CH3COO-
B.2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO反應(yīng)不能發(fā)生
C.用蒸餾水稀釋0.10mol·L-1的醋酸,c(CH3COO-)/c(CH3COOH)的數(shù)值逐漸增大
D.等體積、等pH的CH3COOH與HClO兩溶液與NaOH恰好完全反應(yīng),CH3COOH消耗氫氧化鈉物質(zhì)的量更多
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化硼(BN)是一種重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂為起始物,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BF3和BN,如圖所示:
請回答下列問題:
(1)B和N相比,電負(fù)性較大的是___,BN中B元素的化合價為___;
(2)在BF3分子中,F—B—F的鍵角是___;BF3和過量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立體構(gòu)型為___;
(3)在與石墨結(jié)構(gòu)相似的六方氮化硼晶體中,層內(nèi)B原子與N原子之間的化學(xué)鍵為___,層間作用力為___,六方相氮化硼晶體層內(nèi)一個硼原子與相鄰氮原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為___,其結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是___。
(4)六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉(zhuǎn)化為立方氮化硼,其結(jié)構(gòu)與金剛石相似,硬度與金剛石相當(dāng),晶胞邊長為361.5pm。立方氮化硼晶胞中含有___個氮原子、___個硼原子,立方氮化硼的密度是___g·cm-3(只要求列算式,不必計算出數(shù)值,阿伏加德羅常數(shù)為NA)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。查閱文獻(xiàn),得到以下資料: K2FeO4為紫色固體,微溶于 KOH 溶液;具有強(qiáng)氧化性,在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生 O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定。
Ⅰ.制備 K2FeO4(夾持裝置略)。
(1)A 為氯氣的實(shí)驗(yàn)室發(fā)生裝置。A 中反應(yīng)方程式是______(錳被還原為 Mn2+)。若反應(yīng)中有 0.5molCl2產(chǎn)生,則電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目為______。工業(yè)制氯氣的反應(yīng)方程式為______。
(2)裝置 B 中盛放的試劑是______,簡述該裝置在制備高鐵酸鉀中的作用______。
(3)C 中得到紫色固體和溶液。C 中 Cl2發(fā)生的反應(yīng)有:3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH→2K2FeO4+6KCl+8H2O,根據(jù)該反應(yīng)方程式得出:堿性條件下,氧化性 Cl2______FeO42-(填“>”或“<”)。另外C中還可能發(fā)生其他反應(yīng),請用離子方程式表示______。
Ⅱ.探究 K2FeO4 的性質(zhì)
(4)甲同學(xué)取少量 K2FeO4 加入渾濁的泥漿水中,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣體,攪拌,渾濁的泥漿水很快澄清。請簡述 K2FeO4的凈水原理。______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖,下列有關(guān)說法中不正確的是( )
A.裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣,出口②處的物質(zhì)是氫氣
B.該離子交換膜只能讓陽離子通過,不能讓陰離子通過
C.裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl-+2H+Cl2↑+H2↑
D.該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,現(xiàn)有氨水和鹽酸兩溶液;卮鹨韵聠栴}:
(1)若向氨水中加入少量硫酸銨固體,此時溶液中________。(增大、減小、不變)
(2)若向該氨水中加入氫氧化鈉固體,則該電離平衡向_________方向移動(分子化、離子化),電離平衡常數(shù)______________。(增大、減小或不變)
(3)0.2 mol/L氨水和0.2 mol/L 鹽酸溶液與等體積混合,溶液呈_____性 (酸、堿、中) ;其原因用離子方程式表示為__________________;旌弦褐,c(NH4+)+c(NH3H2O)=_______mol/L。(忽略體積變化)。請根據(jù)電荷守恒寫出一個用離子濃度表示的等式_____________________。
(4)用0.1000mol/L HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液,重復(fù)三次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下所示
序號 | 0.100mol/L HCl溶液體積/mL | 待測NaOH溶液體積/mL |
1 | 27.83 | 25.00 |
2 | 26.53 | 25.00 |
3 | 27.85 | 25.00 |
該滴定可以使用的指示劑是__________;達(dá)到滴定終點(diǎn)時的現(xiàn)象是____________________。
待測NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為_____________mol/L。(保留四位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】大運(yùn)會時深圳新能源汽車上有一種質(zhì)子交換膜燃料電池,工作原理如圖所示,下列敘述正確的是( )
A.通入氧氣的電極發(fā)生氧化反應(yīng)
B.通入氫氣的電極為正極
C.總反應(yīng)式為O2+2H22H2O
D.正極的電極反應(yīng)式為O2+4H++4e-=2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對于反應(yīng)3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)的平衡常數(shù),下列說法正確的是
A.增大H2O(g)的濃度或減小H2的濃度,會使平衡常數(shù)減小
B.改變反應(yīng)的溫度,平衡常數(shù)不一定變化
C.K=
D.K=
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān),下列說法正確的是
A.利用海水制取氯化鈉、燒堿、純堿、氯氣等物質(zhì)都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
B.蛋白質(zhì)、葡萄糖、纖維素、油脂等都能在人體內(nèi)水解并提供能量
C.為了提高生活用水的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),自來水廠常使用和進(jìn)行消毒、凈化、以改善水質(zhì)
D.塑料、合成橡膠和纖維這三大合成材料,都主要以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的
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