Question

硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献．请回答下列有关问题：
（1）硅原子的结构示意图：

 

；
（2）下列物品或设备所用材料属于硅酸盐的是

 

；
①长江三峡水泥大坝②石英光导纤维③陶瓷坩埚④普通玻璃⑤硅太阳能电池
A．①②③B．③④⑤C．②③④D．①③④
（3）常温下，SiCl₄为液态，沸点为57.6℃，在空气中冒白雾．制备高纯度硅的中间产物SiCl₄中溶有液态杂质，若要得到高纯度SiCl₄，应采用的方法是

 

；用化学方程式及必要文字解释SiCl₄在空气中冒白雾的原因：

 

；
（4）工业上可用SiCl₄（g）制备高温结构陶瓷氮化硅，其反应方程式为：
3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高温

Si₃N₄（s）+12HCl（g）；△H=akJ?mol（a＜0）
①该反应的平衡常数表达式K=

 

；
②在密闭恒容容器中，能表示上述反应达到平衡状态的是

 

；
A.3v_逆（N₂）=v_正（H₂）      B．v_正（HCl）=4v_正（SiCl₄）
C．混合气体密度保持不变      D．c（N₂）：c（H₂）：c（HCl）=1：3：6
③在某条件下达到平衡时，H₂与HCl物质的量之比为m：n；保持其他条件不变，降低温度达到新平衡时，H₂与HCl物质的量之比

 

m：n（填“＞”“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）硅原子核内质子数=电子数=14；
（2）陶瓷、玻璃、水泥等都是硅酸盐产品；
（3）SiCl₄沸点低，可用蒸馏分离，SiCl₄易水解；
（4）①依据平衡常数概念写出反应的平衡常数计算式；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等（同种物质）或正逆反应速率之比等于系数之比（不同物质），平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，由此衍生的一些物理量不变；
③该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，H₂的物质的量减小，HCl的物质的量物质的量增大．

解答：解：（1）硅原子的结构示意图：，
故答案为：；
（2）①长江三峡水泥大坝是硅酸盐，故①正确；
②石英光导纤维的成分是二氧化硅，不是硅酸盐，故②错误；
③陶瓷坩埚是硅酸盐，故③正确；
④普通玻璃是硅酸盐，故④正确；
⑤硅太阳能电池的成分是硅单质，不是硅酸盐，故⑤错误；
故答案为：D；
（3）SiCl₄沸点低，可用蒸馏分离，SiCl₄易水解：SiCl₄+3H₂O═H₂SiO₃+4HCl，用在干燥条件下进行，
故答案为：干燥条件下蒸馏；SiCl₄+3H₂O═H₂SiO₃+4HCl；
（4）①依据反应3SiCl₄（g）+2N₂（g）+6H₂（g）

高温

Si₃N₄（s）+12HCl（g）；根据平衡常数的概念，该反应的平衡常数K：

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

，
故答案为：

c12(HCl)

c3(SiCl4)c2(N2)c6(H2)

；
②A.3v_逆（N₂）=v_正（H₂），说明达到了平衡状态，故A正确；
B．都是正反应方向，故B错误；
C．正反应密度减小，密度不变说明达到平衡状态，故C正确；
D．反应达到平衡时的浓度与反应的初始物质的量以及反应的转化程度有关，不能确定是否达到平衡，故D错误；
故答案为：AC；
③该反应正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，到达新平衡，H₂的物质的量减小，HCl的物质的量物质的量增大，新平衡H₂和HCl的物质的量之比＜

m

n

，
故答案为：＜．

点评：本题考查硅及其化合物的性质和化学平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意把握化学平衡状态判断的角度，特别是正逆反应速率的关系，为易错点．