Question

（8分）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        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，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（A1₂O₃），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．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途

Answer

（共8分） (1) 3 6 2 1 6（2分）  (2) 28（2分）   (3) < （2分）  (4) AC（2分)

【解析】

试题分析：（1）Si的化合价前后未变，N的化合价由0降为-3，C的化合价由0升为+2，生成1个Si3N4化合价降低12，生成1个CO化合价升高2，根据化合价升降总数相等以及质量守恒得，3SiO2+6C+2N2 Si3N4+6CO；

（2）生成了5mol一氧化碳，需要氮气是5/3mol，剩余氮气是55/3mol，但是由于CO与N2均为28g/mol，所以不管是何种比例，平均相对分子质量为28；

（3）在反应中碳化合价升高，做还原剂，氮气化合价降低，得电子，做氧化剂；所以碳的氧化性比氮气小；

（4）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度大，化学性质稳定，耐高温，说明是原子晶体，不能导电，B项错误；氮化硅的原料来源广，开发不会受到资源的限制，D项错误。

考点：考查氧化还原反应方程式的配平、平均相对分子质量的计算、原子晶体的性质。