Question

（14分）硅及其化合物在工业上有广泛用途，以硅粉、镁粉等原料制备硅烷的工业流程如下：

反应釜中发生反应：4NH₄Cl+Mg₂ Si 4NH₃↑+SiH₄↑+2MgCl₂ △H<0

（1）工业上可用硅烷和氨气生产一种能耐高温的材料Si₃ N₄，Si₃ N₄应属于          晶体；NH₃、Si₃ N₄和SiH₄三种物质的熔沸点由高到低的顺序是                     。

（2）上述生产硅烷的过程中反应釜抽真空的原因是                          。

（3）液氨参与循环的作用是                                              。

（4）氨气也是重要的工业原料，1mol氨气在一定温度下（T>150℃）发生催化氧化反应能释放出226．5kJ的热量，该反应的热化学方程式是                                    。

（5）三硅酸镁（Mg₂Si₃O₈·nH₂O）难溶于水，在医药上可做抗酸剂。它可以中和多余胃酸（主要成分盐酸），生成的难溶物还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激。三硅酸镁与胃酸反应的化学方程式是                                                        。若将1．84g三硅酸镁加到50mL 1．0mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用l．0mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg₂Si₃O₈·nH₂O中n的值是                    。

Answer

（1）原子 Si3N4>NH3>SiH4

（2）降低反应釜中的压强，使4NH4Cl＋Mg2Si 4NH3＋SiH4＋2MgCl2平衡正移，有利于生产硅烷。

（3）吸收热量，保证反应在常温下进行

（4）4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g) ΔH=-906kJ/mol

（5）Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl=2MgCl2＋3H2SiO3＋(n－1)H2O

或Mg2Si3O8·nH2O＋4HCl=2MgCl2＋3SiO2＋(n+2)H2O 6

【解析】

试题分析：结合题中信息，Si3 N4耐高温，所以确定为原子晶体，熔沸点很高，氨气和硅烷分别可形成分子晶体，而氨气分子间存在氢键，所以熔沸点高于硅烷；反应釜中发生反应：4NH4 Cl+Mg2 Si 4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2 为分子数增大的反应，抽成真空可以使反应向正反应方向移动，提高硅烷的产量；结合流程图，液氨循环使用，吸收热量，保证反应在常温下进行；（4）由题给条件，计算T>1500C，生成水蒸汽时的焓变，并书写热化学方程式；（5）提供的n（HCl）（总）0.05mol，加入NaOH中和过量的盐酸，所以反应：Mg2Si3O8·nH2O+4HCl==2MgCl2+3H2SiO3+(n-1)H2O,消耗盐酸0.02mol，从而确定Mg2Si3O8·nH2O的物质的量为0.005mol，计算得其M=368g/mol,则求得n=6.

考点：晶体类型及熔沸点比较、热化学方程式的书写、物质间的转化及计算。