氮化硅Si3N4是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si3N4可以由SiCl4的蒸气和NH3（气）的混合物反应制取。粉末状Si3N4对空气和水都不稳定。但是，将粉末状Si3N4和适量

Question

氮化硅Si ₃ N ₄ 是一种非氧化物高温陶瓷结构材料。粉末状的Si ₃ N ₄ 可以由SiCl ₄ 的蒸气和NH ₃ （气）的混合物反应制取。粉末状Si ₃ N ₄ 对空气和水都不稳定。但是，将粉末状Si ₃ N ₄ 和适量MgO在230×1.01×10 ⁵ Pa和 185 ℃ 的密闭容器中热处理，可以得到结构十分紧密、对空气和水都相当稳定的固体材料。?

(1)写出由SiCl ₄ 的蒸气和NH ₃ （气）制备Si ₃ N ₄ 的反应方程式。__________________________________________???

(2)分别写出粉末状Si ₃ N ₄ 和H ₂ O及O ₂ 反应的方程式。__________________________________________???

(3)为什么结构紧密的固体Si ₃ N ₄ 不再受H ₂ O和O ₂ 的侵蚀??__________________________________________??

Answer 1

解析：
SiCl4与NH3反应生成Si3N4的同时应该有HCl生成。由Si—N键的键能小于Si—O键的键能，Si3N4与H2O反应时，Si—N键向Si—O键转化，生成SiO2，同时应该有NH3生成。同样，Si3N4与O2反应时，产物应有SiO2生成，同时生成稳定的N2；而与MgO在一定条件下反应，生成结构紧密的SiO2覆盖在Si3N4固体表面，阻止了Si3N4继续受空气中的H2O和O2的侵蚀。?答案：(1)3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl。?(2)Si3N4+6H2O3SiO2+4NH3↑；Si3N4+3O23SiO2+3N2。?(3)Si3N4与MgO在密闭容器中热处理后使Si3N4固体表面形成一层SiO2保护层，阻止了Si3N4继续受空气中的O2、H2O的侵蚀。