Question

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“＞”“＜”“＝”）。

Answer

（6分）（1） 3 SiO2  +   6 C   +   2 N2 1 Si3N4   +   6 CO

（2）   28    （3）C  <  N2

【解析】

试题分析：（1）由产物CO可知，SiO2与C化学计量数之比为1：2 由产物Si3N4可知SiO2与N2化学计量数之比为3：2，所以SiO2、C、N2化学计量数之比为3：6：2，令SiO2的化学计量数为3，C、N2化学计量数分别为6、2，结合元素守恒可知Si3N4、CO化学计量数分别为1、6，配平后方程式为3SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO．

故答案为：3、6、2、1、6．

（2）反应中只有C元素的化合价升高，氮气有剩余，根据CO计算电子转移，C元素化合价由0价升高为+2价，转移电子的物质的量为CO的2倍，所以反应中转移电子数为5mol×2×NAmol-1=10NA．

N2与CO的相对分子质量都是28，所以混合气体的平均相对分子质量为28．

故答案为：10；28．

（3）反应中N2作氧化剂，C是还原剂，N2将C氧化为CO，所以氧化性C＜N2．

故答案为：＜。

考点：氧化还原反应方程式的配平 晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系 氧化性、还原性强弱的比较