Question

1919年，Langmuir提出：原子數相同、電子數相同的分子，互稱為等電子體。等電子體的結構相似、物理性質相近，稱為等電子原理。后來，該原理被推廣應用于一些具有特殊功能的晶體的發現和人工合成等諸多領域。如：X是一種新型無機材料，它與碳化硅(SiC)結構相似、物理性質相近，符合等電子原理。X有如圖1-3-21的轉變：

圖1-3-21

其中：C是一種能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的無色氣體，D為白色沉淀，E溶液的焰色反應中火焰呈黃色。完成以下各題：

(1)寫出X的化學式：__________，X屬于__________晶體(填“原子”“分子”或“離子”)。

(2)寫出X與A溶液反應的化學方程式：______________________________。寫出K與J反應的化學方程式：____________________。

(3)X與SiC的復合粉末是新一代大規模集成電路的理想散熱材料，是最近日本科學家研究出一種新物質與氮氣制備該納米級復合材料的方法，請將該反應補充完整(方框中填新物質的化學式)：+2N₂4X+SiC+3C。

Answer 1

解析：本題以新型材料為載體結合無機化學中等電子體的信息，考查Al、N及其化合物的性質，書寫陌生的化學方程式的能力。由題意可知，X為原子晶體，形成它的元素通常為短周期的B、C、N、O、Si、Al等。從題中D為白色沉淀且DF，說明F為固體，且F可電解，可假設F為Al₂O₃,則X中含有Al元素，結合題中信息知SiC中有20個電子，則X中另一元素的原子含有的電子數為20-13=7，為N元素，這與C為NH₃相一致。

答案：(1)AlN  原子

(2)AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑

3NO₂+H₂O====2HNO₃+NO

(3)Al₄SiC₄