Question

硅元素的化合物有多种。

回答下列问题：

（1）SiH₄的沸点比CH₄高，原因是____________________________________。   

（2）硅与碳同主族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多。根据下表中    所列键能数据，简要分析可能的原因___________________________________。

化学键	C—C	C—H	Si—Si	Si—H
键能/(kJ·mol^-1)	356	413	226	318

氮化硅（Si₃N₄）是一种重要的陶瓷材料，可用石英与焦炭在800℃的氮气气氛下合成：

3SiO₂(s)+6C(s)+2N₂(g) Si₃N₄(s)+6CO(g)

（3）标出上述反应中电子转移的数目和方向____________。

（4）该反应的平衡常数表达式K=____________。已知平衡常数：K(800℃)>K(850℃)，则反应是_________反应（填“放热”或“吸热”）。

（5）任写两种能提高二氧化硅转化率的措施_________________、_________________。

（6）一定温度下，在2L密闭容器内，充入一定量的反应物，5分钟时达到平衡，测得容器内气体增加了0.4mol，用CO表示该反应时间内的反应速率为_________________。

Answer

二者是结构相似的分子晶体，SiH4的分子量比CH4的分子量大，范德华力大，所以沸点比CH4高。 Si—Si的键能比C—C小，Si—H的键能也比C—H小，更容易断裂，所以硅烷的种类和数量都比烷烃少。 放热 降温 减小压强 0.06mol/(L·min)

【解析】试题分析：(1)分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而升高；(2)键能越大物质越稳定；(3) 3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g) 反应中氮元素得电子化合价降低碳元素失电子化合价升高；(4)根据化学方程式书写平衡常数；升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动；(5)平衡正向移动能使二氧化硅转化率增大；(6)先用差量法计算生成CO的物质的量，在利用计算速率。

解析：(1)分子晶体的沸点随相对分子质量的增大而升高，二者是结构相似的分子晶体，SiH4的分子量比CH4的分子量大，范德华力大，所以沸点比CH4高；(2)键能越大物质越稳定，Si—Si的键能比C—C小，Si—H的键能也比C—H小，更容易断裂，所以硅烷的种类和数量都比烷烃少；(3) 3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g) 反应中氮元素得电子化合价降低碳元素失电子化合价升高，所以电子转移的方向和 数目为；(4)固体不能写入平衡常数表达式，根据化学方程式，平衡常数；升高温度平衡常数减小，说明平衡逆向移动，所以该反应放热；(5) 降温 或减小压强能使平衡正向移动，二氧化硅转化率增大；(6)设5分钟CO物质的量增加xmol

3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g) 气体物质的量增加

6 6-2

x 0.4

， x=0.6， = 0.06mol/(L·min)。

点睛：书写平衡常数表达式时，只有能表示浓度的物质才能写入表达式，所以固体、纯液体不能写入表达式，例如3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g) ，平衡常数表达式不能出现SiO2、C、Si3N4。