工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是
升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
．
（2）除上述反應外，還伴隨著副反應：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為
蒸餾
蒸餾
．
②反應SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=
-31
-31
kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是
氯化氫、氫氣
氯化氫、氫氣
（填物質(zhì)名稱）．
分析：（1）根據(jù)外界條件對平衡的影響；
（2）①根據(jù)互溶的液體采用蒸餾的方法分離；
②根據(jù)蓋斯定律可以計算化學反應的焓變；
③根據(jù)化學根據(jù)反應物中和生成物中都有的物質(zhì)考慮．
解答：解：（1）升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度，提高還原時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率，
故答案為：升高溫度或增大氫氣與SiHCl3的物質(zhì)的量之比或增大氫氣濃度；
（2）①SiHCl3（l）和SiCl4（l）是互溶的液體，采用蒸餾的方法分離，故答案為：蒸餾；
②Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol①
   Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol②
根據(jù)蓋斯定律則②-①得：SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）△H=-31kJ/mol，故答案為：-31；
③由圖示可知反應物有粗硅、HCl、H2；反應過程中生成物有：SiHCl3、H2、SiCl4、HCl，所以在反應物中和生成物中都有的物質(zhì)是HCl、H2，所以流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是HCl、H2，故答案為：氯化氫、氫氣．
點評：本題結(jié)合提純粗硅的工藝流程考查了外界條件對平衡的影響、物質(zhì)的分離、蓋斯定律的應用，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

我國目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法．由于三氯氫硅還原法具有一定優(yōu)點，被廣泛應用．其簡化的工藝流程如圖所示：

反應①：Si（粗）+3HCl（g） 
 553----573K 
.
 
SiHCl3（l）+H2（g）
反應②：SiHCl3+H2 
 1373K 
.
 
 Si（純）+3HCl
（1）制備三氯氫硅的反應為：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴隨的副反應有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定條件下與H2反應可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應的熱化學方程式為：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=
+31kJ?mol-1
+31kJ?mol-1
．
（2）假設(shè)在每一輪次的投料生產(chǎn)中，硅元素沒有損失，反應①HCl中的利用率為75%，反應②中和H2的利用率為80%．則在下一輪次的生產(chǎn)中，需補充投入HCl和H2的體積比是
4：1
4：1
．
（3）由于SiH4具有易提純的特點，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒ǎI(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應得到硅烷，化學方程式是
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
Mg2Si+4NH4Cl═SiH4↑+2MgCl2+4NH3↑
；
整個制備過程必須嚴格控制無水，否則反應將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學方程式為
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
Mg2Si+4NH4Cl+3H2O═2MgCl2+H2SiO3+4NH3↑+4H2↑
；
整個系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是
由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時容易發(fā)生爆炸
由于硅烷在空氣中易燃，濃度高時容易發(fā)生爆炸
．
（4）若將硅棒與鐵棒用導線相連浸在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，則負極的電極反應式為：
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O
Si+6OH--4e-=SiO32-+3H2O

（5）硅能用于合成硅橡膠，右圖是硅橡膠中的一種，其主要優(yōu)點是玻璃化溫度低，耐輻射性能好，則該硅橡膠的化學式為
（C24H18SiO2）n
（C24H18SiO2）n
．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

我國目前制備多晶硅主要采用三氯氫硅氫還原法、硅烷熱解法和四氯化硅氫還原法．由于三氯氫硅還原法具有一定優(yōu)點，被廣泛應用．其簡化的工藝流程如圖所示：

反應①：Si（粗）+3HCl（g） 數(shù)學公式SiHCl3（l）+H2（g）
反應②：SiHCl3+H2 數(shù)學公式 Si（純）+3HCl
（1）制備三氯氫硅的反應為：Si（s）+3HCl（g）═SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-210kJ?mol-1．伴隨的副反應有：Si（s）+4HCl（g）═SiCl4（g）+2H2（g）；△H=-241kJ?mol-1．SiCl4在一定條件下與H2反應可轉(zhuǎn)化為SiHCl3，反應的熱化學方程式為：SiCl4（g）+H2（g）═SiHCl3（g）+HCl（g）；△H=______．
（2）假設(shè)在每一輪次的投料生產(chǎn)中，硅元素沒有損失，反應①HCl中的利用率為75%，反應②中和H2的利用率為80%．則在下一輪次的生產(chǎn)中，需補充投入HCl和H2的體積比是______．
（3）由于SiH4具有易提純的特點，因此硅烷熱分解法是制備高純硅很有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒ǎI(yè)上廣泛采用的合成硅烷方法是讓硅化鎂和固體氯化銨在液氨介質(zhì)中反應得到硅烷，化學方程式是______；
整個制備過程必須嚴格控制無水，否則反應將不能生成硅烷，而是生成硅酸和氫氣等，其化學方程式為______；
整個系統(tǒng)還必須與氧隔絕，其原因是______．
（4）若將硅棒與鐵棒用導線相連浸在氫氧化鈉溶液中構(gòu)成原電池，則負極的電極反應式為：______
（5）硅能用于合成硅橡膠，右圖是硅橡膠中的一種，其主要優(yōu)點是玻璃化溫度低，耐輻射性能好，則該硅橡膠的化學式為______．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是______．
（2）除上述反應外，還伴隨著副反應：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為______．
②反應SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填物質(zhì)名稱）．

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科目：高中化學 來源：不詳 題型：問答題

工業(yè)上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

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（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl3（g）+H2（g）△H=-210kJ/mol
工業(yè)上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉(zhuǎn)化率，可以采用的方法是______．
（2）除上述反應外，還伴隨著副反應：Si（s）+4HCl（g）?SiCl4（g）+2H2（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl4常溫下均為液體．
①工業(yè)上分離SiHCl、SiCl4的操作方法為______．
②反應SiHCl3（g）+HCl（g）?SiCl4（g）+H2（g）的△H=______kJ/mol．
（3）該生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______（填物質(zhì)名稱）．

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