氮化硅是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度可达到，并且在1200℃高温下也不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节

Question

氮化硅是一种非氧化物高温陶瓷结构材料，具有高硬度、高强度、耐腐蚀等特性，其超强的拉弯强度可达到，并且在1200℃高温下也不会下降。用氮化硅陶瓷制成的内燃机不需冷却装置，可节约燃料30%左右，热转换率提高到40%～50%。粉末状的氮化硅可以由的蒸气和氨气的混合物反应制取。粉末状的在空气和水中都不稳定，但若将粉末状的和适量的MgO在和185℃的密闭容器中热处理，可以制得结构十分紧密而且在空气和水中都十分稳定的高温结构材料。氮化硅陶瓷抗蚀能力强，除氢氟酸以外，它不与其他无机酸反应。
（1）根据元素周期律和元素周期表知识，请写出氮化硅的化学式____。
（2）写出由和反应制备氮化硅的化学方程式____
（3）分别写出粉末氮化硅与HF、、反应的化学方程式。____、____、____。
（4）推测该氮化硅陶瓷被腐蚀的化学方程式。____。
（5）为什么结构紧密的氮化硅不受、的侵蚀？____。

Answer 1

【分析】根据N和Si在元素周期表中的位置，可判断出氮元素的非金属性比硅强，故氮显负价（-3价），硅显正价（+4价），根据化合物中正、负化合价代数和等于零的原则，推出氮化硅的化学式是。根据元素守恒，与反应生成氮化硅的同时，应该有HCl生成，由于氮元素的原子半径大于氧元素的原子半径，则Si—N键的键长大于Si—O键的键长，所以，Si—N键牢固程度小于Si—O键的牢固程度，因此，氮化硅与反应时，Si—N键应向Si—O键转化，生成，同时应该有生成。同样，与反应时， 产物应是和。由于硅的“亲氟性”，所以与HF反应生成和。和MgO在密闭容器中热处理时，固体表面会有生成。

【点评】氮化硅是一种重要的结构材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；除氢氟酸外，它不与其它无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化。它之所以具有这些良好的性能，决定于它的结构——原子晶体。