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高中二年级化学

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    氮化硅晶体是新发现的一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。
    (1)氮化硅晶体属于______ (填晶体类型)。
    (2)已知氮化硅的晶体结构中,原子间以单键相连,且N原子与N原子、Si原子与Si原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构。请写出氮化硅的化学式__________。
    (3)试根据物质结构知识比较氮化硅晶体与晶体硅,硬度大的应该是______晶体,熔点较低的应是____________。
    (4)现用四氯化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅。反应的化学方程式为________________。
    本题信息:2012年同步题化学填空题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “氮化硅晶体是新发现的一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃反应获得。(1)氮化硅晶体属于______ (填晶体...” 主要考查您对

氮气

原子晶体

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  • 氮气
  • 原子晶体

氮元素在自然界中的存在形式:

既有游离态又有化合态。空气中含N278%(体积分数)或75%(质量分数);化合态氮存在于多种无机物和有机物中,氮元素是构成蛋白质和核酸不可缺少的元素


氮气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:纯净的氮气是无色气体,密度比空气略小,氮气在水中的溶解度很小,在常压下101kPa,-195.8℃氮气变成无色液体,-209.9℃变成雪花状固体。氮气的分子结构:氮分子(N2)的电子式为,结构式为N≡N,由于N2分子中的N≡N键很牢固,所以通常情况下,氮气的化学性质稳定、不活泼。
(2)化学性质:氮分子化合价为0价,既可以升高也可以降低,说明氮气既有氧化性又有还原性。
①N2与H2化合生成NH3
说明:该反应是一个可逆反应,是工业合成氨的原理。
②N2与金属反应(Mg Ca Sr Ba)反应:
③N2与O2化合生成NO:
说明:在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应。


氮气的用途:

①合成氨,制硝酸;
②代替稀有气体作焊接金属时的保护气,以防止金属被空气氧化;
⑧在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发;
④保存粮食、水果等食品,以防止腐烂;
⑤医学上用液氮作冷冻剂,以便在冷冻麻醉下进行手术;
⑥利用液氮制造低温环境,使某些超导材料获得超导性能。

原子晶体:

相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体,熔沸点高,导热性、延展性不良,导电性差,硬度大。如:金刚石、石英。

晶体的基本类型与性质:


晶体熔、沸点高低的比较规律:

(1)不同类型晶体的熔、沸点高低规律:一般,原子晶体>离子晶体>分子晶体。金属晶体的熔、沸点有的很高,如钨、铂等;有的则很低,如汞、铯等。
(2)同种类型晶体,晶体内粒子间的作用力越大,熔、沸点越高。
①分子晶体:分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,反之越低。
a.组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高。如沸点:O2>N2、HI>HBI>HCl(含氢键的除外)。
b.相对分子质量相等或相近的分子,极性分子的范德华力大,熔、沸点高。如沸点:CO>N2。
c.含有氢键的分子熔、沸点比较高。如沸点:H2O >H2Te>H2Se>H2S,HF>HCl,NH3>PH3。
d.在烷烃的同分异构体中,一般来说,支链越多,熔、沸点越低。如沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷。芳香烃及其衍生物苯环上的同分异构体熔、沸点大小一般按照“邻位>问位>对位”的顺序。
e.在高级脂肪酸形成的油脂中,油的熔、沸点比脂肪低,烃基部分的不饱和程度越大(碳碳双键越多),熔、沸点越低,如:
(C17H35COO)3C3H5>(C17H33COO)3C3H5
硬脂酸甘油酯               油酸甘油酯
②原子晶体:要比较共价键的强弱。一般来说,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价键越牢固,晶体的熔、沸点越高.如熔点:金刚石(C—C)>金刚砂 (Si—C)>晶体硅(Si—Si)>锗(Ge—Ge)。
③离子晶体:要比较离子键的强弱。一般来说,阴、阳离子电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔、沸点越高,如熔点:MgO>NaCl,KF>KCl>KBr> KI。离子晶体的晶格能越大,其熔、沸点越高。
④金属晶体:要比较金属键的强弱。金属晶体中金属原子的价电子数越多,原子半径越小,金属阳离子与自由电子间的静电作用越强,金属键越强,熔、沸点越高,反之越低,如熔点:Na<Mg<Al。
(3)元素周期表中ⅦA族卤素的单质(分子晶体) 的熔、沸点随原子序数递增而升高;笫IA族碱金属元素的单质(金属晶体)的熔、沸点随原子序数的递增而降低。如熔、沸点:Li>Na>K>Rb>Cs。
注意:上述总结的是一般规律,不能绝对化。在具体比较晶体的熔、沸点高低时,应先弄清晶体的类型,然后根据不同类型晶体进行判断,但应注意具体问题具体分析。如MgO为离子晶体,[大]为离子半径小且离子电荷多,离子键较强,其熔点(2852℃)要高于部分原子晶体,如SiO2(1710℃)。


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