Question

用氮化硅（Si₃N₄）陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件，能大幅度提高發動機的熱效率。工業上用化學氣相沉積法制備氮化硅，反應如下：
3SiCl₄ +2N₂ +6H₂Si₃N₄ +12HCl
完成下列填空：
（1）氮化硅可用于制造發動機的耐熱部件，因為它屬于             晶體。有關氮化硅的上述反應中，原子最外層只有一個未成對電子的元素是        （填寫元素符號）；屬于非極性分子的化合物的電子式是           。
（2）比較Si和Cl兩種元素非金屬性強弱的方法是           。
a．比較兩種元素的氣態氫化物的沸點
b．比較兩種元素的原子獲得一個電子時釋放能量的大小
c．比較兩種元素的原子達到穩定結構獲得電子的多少
d．比較相同條件下兩種元素氫化物水溶液的酸性強弱
（3）Si與Al、Be具有相似的化學性質，因為                         （簡述理由），寫出Si與強堿溶液反應的離子反應方程式：                                      。

Answer 1

（1）原子晶體 （1分） H、Cl（1分×2）； （1分）   
（2）b （2分）
（3）它們都在元素周期表中金屬和非金屬的分界線附近（1分）
Si + 2OH^- + H₂O→SiO₃^2- + 2H₂↑（1分）

試題分析：（1）氮化硅制造發動機的耐熱部件，熔點很高，屬于原子晶體， H、N、Si、Cl的外圍電子排布式分別為1s¹、2s²2p³、3s²3p²、3s²3p⁵、故H、Cl原子最外層只有一個未成對電子， SiCl₄是非極性分子化合物，分子中Si原子與Cl原子之間形成1對共用電子對，電子式為，故答案為：原子；H、Cl；；
（2）a．氣態氫化物的沸點為物理性質，不能說明非金屬性強弱，故a錯誤； b．得到1個電子放出能量越多，表明該原子得到電子后越穩定，即越容易得到電子，非金屬性越強，故b正確；非金屬性越強，氫化物越穩定性，故氫化物穩定性可以說明中心元素的非金屬性強弱，故正確； c．非金屬性強弱與得電子多少無關，與得電子難易程度有關，如S原子得2個電子形成硫離子，Cl原子得1個電子形成硫離子，但硫元素非金屬性強，故c錯誤； d．氫化物酸性強弱不能比較非金屬性，若非金屬性F＞Cl，但HF是弱酸，HCl是強酸，故d錯誤；故答案為：b；
（3）Si與Al、Be都在元素周期表中金屬和非金屬的分界線附近，具有相似的化學性質； Si與強堿溶液反應生成硅酸鹽與氫氣，反應離子方程式為：Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑，故答案為：它們都在元素周期表中金屬和非金屬的分界線附近；Si+2OH^-+H₂O=SiO₃^2-+2H₂↑．