Question

【題目】I.碳元素廣泛存在于自然界中,對人類生命和生活具有重要意義。含碳化合物在工業生產和國防建設中有廣泛的應用。

（1）碳元素原子核外有_____個未成對電子，最外層有_____種能量不同的電子。CH4 分子的空間構型為_____，是_____分子。（填“極性”或“非極性”）

（2）碳和硅是同主族元素，下列能說明二者非金屬性相對強弱的是_____（填編號）

a．CH4的穩定性比SiH4強 b．SiH4的沸點比CH4高

c．碳酸是強酸，硅酸是弱酸 d．碳原子半徑比硅原子小

II.氮化硅（Si3N4）是一種重要的陶瓷材料，可用石英與焦炭在800℃氮氣氣氛下合成：3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g)

（1）該反應的平衡常數表達式K_____。已知平衡常數：K(800℃)>K(850℃)，則正反應是__________反應（填“放熱”或“吸熱”）

（2）任寫兩種能提高二氧化硅轉化率的措施_____、_____。

（3）一定溫度下，在2 L密閉容器內，充入一定量的反應物，5分鐘時達到平衡，測得容器內氣體增加了0.4mol，用CO表示該反應時間內的反應速率為_____。

Answer 1

【答案】 2 2 正四面體 非極性 a c(CO)6/c(N2)2 放熱 補充 N2 移去 CO 0.06mol/(L·min)

【解析】I.（1）碳元素基態原子的核外電子排布式為1s22s22p2，原子核外有2個未成對電子，最外層有2種能量不同的電子。CH4分子的空間構型為正四面體，因此是非極性分子。（2）a．非金屬性越強，氫化物越穩定，CH4的穩定性比SiH4強能說明二者非金屬性相對強弱，a錯誤；b．SiH4的沸點比CH4高與非金屬性強弱沒有關系，b錯誤；c．碳酸是弱酸，c錯誤；d．碳原子半徑比硅原子小與非金屬性強弱沒有關系，d錯誤；答案選a；

II.（1）根據方程式可知該反應的平衡常數表達式K＝c(CO)6/c(N2)2。已知平衡常數：K(800℃)＞K(850℃)，這說明升高溫度平衡向逆反應方向進行，則正反應是放熱反應；（2）正反應是體積增大的放熱的可逆反應，因此能提高二氧化硅轉化率的措施有補充N2、或移去CO。（3）根據方程式可知每生成6molCO，氣體的物質的量增加4mol，因此測得容器內氣體增加了0.4mol，則生成CO是0.6mol，濃度是0.3mol/L，所以用CO表示該反應時間內的反應速率為0.3mol/L÷5min＝0.06mol/(L·min)。