Question

【题目】I.碳元素广泛存在于自然界中,对人类生命和生活具有重要意义。含碳化合物在工业生产和国防建设中有广泛的应用。

（1）碳元素原子核外有_____个未成对电子，最外层有_____种能量不同的电子。CH4 分子的空间构型为_____，是_____分子。（填“极性”或“非极性”）

（2）碳和硅是同主族元素，下列能说明二者非金属性相对强弱的是_____（填编号）

a．CH4的稳定性比SiH4强 b．SiH4的沸点比CH4高

c．碳酸是强酸，硅酸是弱酸 d．碳原子半径比硅原子小

II.氮化硅（Si3N4）是一种重要的陶瓷材料，可用石英与焦炭在800℃氮气气氛下合成：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)

（1）该反应的平衡常数表达式K_____。已知平衡常数：K(800℃)>K(850℃)，则正反应是__________反应（填“放热”或“吸热”）

（2）任写两种能提高二氧化硅转化率的措施_____、_____。

（3）一定温度下，在2 L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 1

【答案】 2 2 正四面体 非极性 a c(CO)6/c(N2)2 放热 补充 N2 移去 CO 0.06mol/(L·min)

【解析】I.（1）碳元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，原子核外有2个未成对电子，最外层有2种能量不同的电子。CH4分子的空间构型为正四面体，因此是非极性分子。（2）a．非金属性越强，氢化物越稳定，CH4的稳定性比SiH4强能说明二者非金属性相对强弱，a错误；b．SiH4的沸点比CH4高与非金属性强弱没有关系，b错误；c．碳酸是弱酸，c错误；d．碳原子半径比硅原子小与非金属性强弱没有关系，d错误；答案选a；

II.（1）根据方程式可知该反应的平衡常数表达式K＝c(CO)6/c(N2)2。已知平衡常数：K(800℃)＞K(850℃)，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则正反应是放热反应；（2）正反应是体积增大的放热的可逆反应，因此能提高二氧化硅转化率的措施有补充N2、或移去CO。（3）根据方程式可知每生成6molCO，气体的物质的量增加4mol，因此测得容器内气体增加了0.4mol，则生成CO是0.6mol，浓度是0.3mol/L，所以用CO表示该反应时间内的反应速率为0.3mol/L÷5min＝0.06mol/(L·min)。