氮化硅(Si3N4)是一種優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷,在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有重要用途。
Ⅰ工業(yè)上有多種方法來(lái)制備氮化硅,常見(jiàn)的方法有:
方法一直接氮化法:在1 300-l 400℃時(shí),高純粉狀硅與純氮?dú)饣希浞磻?yīng)方程式為_(kāi)_________:
方法二化學(xué)氣相沉積法:在高溫條件下利用四氯化硅氣體、純氯氣、氫氣反應(yīng)生成氯化硅和HCl,與方法一相比,用此法制得的氮化硅純度較高,其原因是____________________。
方法三 Si(NH2)4熱分解法:先用四氯化硅與氨氣反應(yīng)生成Si(NH2)4和一種氣體________(填分子式);然后使Si(NH2)4受熱分解,分解后的另一種產(chǎn)物的分子式為_(kāi)___________。
Ⅱ.(1)氨化硅抗腐蝕能力很強(qiáng),但易被氫氟酸腐蝕,氨化硅與氫氟酸反應(yīng)生成四氟化硅和一種銨鹽,此鹽中存在的化學(xué)鍵類(lèi)型有____________。
(2)已知:25℃,101 kPa條件下的熱化學(xué)方程式:
3Si(s)+2N2(g)=Si3N4(s);△H= -750.2kJ/mol
Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g);△H=-609.6 kJ/mol
H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);△H=-92.3 kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)出四氯化硅氣體與氮?dú)狻錃夥磻?yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________。
Ⅲ.工業(yè)L制取高純硅和四氯化硅的生產(chǎn)流程如下:
已知:X,高純硅、原料B的主要成分都可與Z反應(yīng),Y與X在光照或點(diǎn)燃條件下可反應(yīng),Z的焰色呈黃色。 (1)原料B的主要成分是____________。
(2)寫(xiě)出焦炭與原料B中的主要成分反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________
(3)上述生產(chǎn)流程中電解A的水溶液時(shí),陽(yáng)極材料能否用Cu?___________(填“能”或“不能”)。寫(xiě)出Cu為陽(yáng)極電解A的水溶液開(kāi)始一段時(shí)間陰陽(yáng)極的電極方程式:
陽(yáng)極:___________________;陰極:_____________________
Ⅰ.方法一:3Si+2N2Si3N4
方法二:方法一所得到的產(chǎn)品中混有單質(zhì)硅或方法二除產(chǎn)品是固體,其他物質(zhì)均為氣體
方法三:HCl;NH3
Ⅱ.(1)離子鍵、共價(jià)鍵;(2) 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)=Si3N4(g)+12HCl(g);△=-29.0kJ/mol
Ⅲ.(1)二氧化硅;(2)SiO2+2CSi+2CO↑;(3)不能;Cu-2e-=Cu2+;2H2O+2e-=H2↑+2OH-
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氮化硅Si3N4是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料.粉末狀的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3氣的混合物反應(yīng)制。勰頢i3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定,粉末狀Si3N4遇水能生成一種有刺激性氣味、常用做制冷劑的氣體和一種難溶性的酸;粉末狀Si3N4與空氣接觸能產(chǎn)生N2和另外一種物質(zhì).但是,將粉末狀Si3N4和適量MgO(難熔)在230℃1.01×105Pa和185℃的密閉容器中熱處理,可以得到結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料.
(1)寫(xiě)出由SiCl4和NH3制備Si3N4的反應(yīng)方程式:
3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl
3SiCl4+4NH3═Si3N4+12HCl

(2)分別寫(xiě)出粉末狀Si3N4和H2O及O2反應(yīng)的方程式:
Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3
Si3N4+9H2O═3H2SiO3+4NH3
;
Si3N4+3O2═3SiO2+2N2
Si3N4+3O2═3SiO2+2N2

(3)為什么結(jié)構(gòu)緊密的固體Si3N4不再受H2O和O2的侵蝕?

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

硅在材料王國(guó)中具有舉足輕重的位置.請(qǐng)解答下列試題:
(1)硅的制備方法是制約太陽(yáng)能發(fā)展的瓶頸,硅的制備原料是石英砂,石英與焦炭在高溫電爐中反應(yīng)可以制得硅.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
,該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是一氧化碳,不是二氧化碳,其原因是
 

(2)氮化硅Si3N4是一種高溫結(jié)構(gòu)材料,粉末狀態(tài)的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應(yīng)制。勰頢i3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定.但將粉末狀的Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×l05Pa和185℃的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料,同時(shí)還得到對(duì)水不穩(wěn)定的Mg3N2
①寫(xiě)出由SiCl4和NH3反應(yīng)制取Si3N4的化學(xué)反應(yīng)方程式
 
;
②現(xiàn)用四氯化硅和氮?dú)庠跉錃鈿夥毡Wo(hù)下,加強(qiáng)熱發(fā)生反應(yīng),使生成的Si3N4沉積在石墨表面可得較高純度的氮化硅,該制造方法稱(chēng)為:
 
;反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
;該法還可制造金剛石薄膜,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

③在Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃的密閉容器中熱處理的過(guò)程中,除生成Mg3N2外,還可能生成
 
物質(zhì).熱處理后除去MgO和Mg3N2的方法是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氮化硅(Si3N4)是一種非氧化物高溫陶瓷結(jié)構(gòu)材料,粉末狀的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3的混合物反應(yīng)制取。粉末狀Si3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定。但是,將粉末狀Si3N4和適量MgO在230×1.01×105 Pa和185 ℃的密閉容器中熱處理,可以得到表面結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體高溫結(jié)構(gòu)材料。

(1)寫(xiě)出由SiCl4和NH3制備Si3N4的反應(yīng)方程式。?

(2)分別寫(xiě)出粉末狀Si3N4和H2O、O2反應(yīng)的方程式。?

(3)為什么結(jié)構(gòu)緊密的固體Si3N4不再受H2O和O2的侵蝕??????

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置,足見(jiàn)化學(xué)對(duì)現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如:

①光導(dǎo)纖維的主要成分是______________;

②目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是_____________________。

(2)氮化硅Si3N4是一種高溫結(jié)構(gòu)材料,粉末狀態(tài)的Si3N4可以由SiCl4的蒸氣和NH3反應(yīng)制取。粉末狀Si3N4對(duì)空氣和水都不穩(wěn)定。但將粉末狀的Si3N4和適?量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃?的密閉容器中熱處理,可以制得結(jié)構(gòu)十分緊密、對(duì)空氣和水都相當(dāng)穩(wěn)定的固體材料,同時(shí)還得到對(duì)水不穩(wěn)定的Mg3N2。

①經(jīng)過(guò)熱處理的Si3N4,其晶體類(lèi)型為_(kāi)__________________________________;

②寫(xiě)出由SiCl4和NH3反應(yīng)制取Si3N4的化學(xué)反應(yīng)方程式:____________________________;

③Si3N4和適量氧化鎂在230×1.01×105 Pa和185℃的密閉容器中熱處理的過(guò)程中,除生成Mg3N2外,還可能生成_______物質(zhì)。熱處理后除去MgO和Mg3N2的方法是______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2010-2011學(xué)年甘肅省高三第三次模擬考試(理綜)化學(xué)部分 題型:填空題

(14分)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由SiO2與過(guò)量焦炭在1300-1700oC的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g)

(1)上述反應(yīng)氧化劑是          ,已知該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mole,放出132.6kJ的熱量,該方程式的∆H =                  。

(2)能判斷該反應(yīng)(在體積不變的密閉容器中進(jìn)行)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是            。

       A.焦炭的質(zhì)量不再變化                B.N2和CO速率之比為1:3

       C.生成6molCO同時(shí)消耗1mol Si3N4     D.混合氣體的密度不再變化

(3)該反應(yīng)的溫度控制在1300-1700oC的原因是                              。

(4)某溫度下,測(cè)得該反應(yīng)中N2和CO各個(gè)時(shí)刻的濃度如下,則0—20 min內(nèi)N2的平均

反應(yīng)速率                   ,在平衡混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)是             。

時(shí)間/min

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

N2濃度

/mol·L-1

4.00

3.70

3.50

3.36

3.26

3.18

3.10

3.00

3.00

3.00

CO濃度

/mol·L-1

0.00

0.90

1.50

1.92

2.22

2.46

2.70

 

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