Question

16．（1）某反應體系中有反應物和生成物共五種物質：P、H₃PO₄、H₂O、HNO₃、NO₂．已知該反應中發生的還原過程為：HNO₃→NO₂
①完成上述反應的化學方程式：P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O．
②若反應轉移0.5mol電子，則產生的氣體在標況下的體積約為：11.2L．
（2）氮化硅是一種高溫陶瓷材料，其硬度大、熔點高、化學性質穩定．
①已知氮化硅中各原子最外層均達到8電子穩定結構，請寫出氮化硅的化學式Si₃N₄．
②現用四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保持下，加強熱發生反應，可得較高純度的氮化硅，反應的化學方程式為3SiCl₄+2N₂+6H₂═Si₃N₄+12HCl．

Answer 1

分析 （1）①由于HNO₃發生的變化為HNO₃→NO₂，HNO₃為氧化劑，則是P是還原劑，發生氧化反應P→H₃PO₄，發生的化學反應為：P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O；
②由反應方程式P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O可知，生成5mol的二氧化氮轉移5mol的電子，所以轉移0.5mol電子，生成0.1mol的二氧化氮，由此分析解答；
（2）①已知氮化硅中各原子最外層均達到8電子穩定結構，說明一個氮形成三個共用電子對，一個硅形成四對共用電子對，所以硅元素+4價，氮元素-3價，由此分析解答；
②四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保持下，加強熱發生反應，可得較高純度的氮化硅，反應的化學方程式為3SiCl₄+2N₂+6H₂═Si₃N₄+12HCl．

解答 解：（1）①由于HNO₃發生的變化為HNO₃→NO₂，HNO₃為氧化劑，則是P是還原劑，發生氧化反應P→H₃PO₄，發生的化學反應為：P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O，故答案為：P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O；
②由反應方程式P+5HNO₃═H₃PO₄+5NO₂↑+H₂O可知，生成5mol的二氧化氮轉移5mol的電子，所以轉移0.5mol電子，生成0.1mol的二氧化氮，所以體積為：0.5mol×22.4L/mol=11.2L，故答案為：11.2L；
（2）①已知氮化硅中各原子最外層均達到8電子穩定結構，說明一個氮形成三個共用電子對，一個硅形成四對共用電子對，所以硅元素+4價，氮元素-3價，氮化硅的化學式Si₃N₄，故答案為：Si₃N₄；
②四氯化硅和氮氣在氫氣氣氛保持下，加強熱發生反應，可得較高純度的氮化硅，反應的化學方程式為3SiCl₄+2N₂+6H₂═Si₃N₄+12HCl，故答案為：3SiCl₄+2N₂+6H₂═Si₃N₄+12HCl．

點評 本題考查氧化還原反應，為高頻考點，把握反應中元素的化合價變化為解答的關鍵，側重分析、應用、計算能力的考查，題目難度不大．