Question

【題目】硅及其化合物廣泛應(yīng)用于太陽能的利用、光導(dǎo)纖維及硅橡膠的制備等．

純凈的硅是從自然界中的石英礦石（主要成分為SiO2）中提取．高溫下制取純硅有如下反應(yīng)（方法Ⅰ）：

①SiO2（s）+2C（s）Si（s）+2CO（g）

②Si（s）+2Cl2（g）SiCl4（g）

③SiCl4（g）+2H2（g）→Si（s）+4HCl（g）

完成下列填空：

（1）硅原子核外有______ 種不同能級的電子，最外層p電子有______種自旋方向；SiO2晶體中每個硅原子與______個氧原子直接相連．

（2）單質(zhì)的還原性：碳______硅（填寫“同于”、“強(qiáng)于”或“弱于”）．從平衡的視角而言，反應(yīng)①能進(jìn)行的原因是______．

（3）反應(yīng)②生成的化合物分子空間構(gòu)型為；該分子為______分子（填寫“極性”或“非極性”）．

（4）某溫度下，反應(yīng)②在容積為V升的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡時Cl2的濃度為a mol/L．然后迅速縮小容器容積到0.5V升，t秒后重新達(dá)到平衡，Cl2的濃度為b mol/L．則：a______b（填寫“大于”、“等于”或“小于”）．

（5）在t秒內(nèi)，反應(yīng)②中反應(yīng)速率v（SiCl4）=______（用含a、b的代數(shù)式表示）．

（6）工業(yè)上還可以通過如下反應(yīng)制取純硅（方法Ⅱ）：

④Si（粗）+3HCl（g） SiHCl3（l）+H2（g）+Q（Q＞0）

⑤SiHCl3（g）+H2（g）Si（純）+3HCl（g）

提高反應(yīng)⑤中Si（純）的產(chǎn)率，可采取的措施有：______、______．

Answer 1

【答案】5 1 4 弱于 因為生成物CO為氣態(tài)，降低CO的濃度，可使平衡正向移動 非極性 小于 mol/（Ls） 降低壓強(qiáng) 升高溫度（或及時分離出HCl等）　．

【解析】

（1）硅原子電子排布式：1s22s22p63s23p2，核外有5種不同能級的電子，當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先占據(jù)不同軌道，而且自旋方向相同，最外層的p電子有1種自旋方向；SiO2晶體中每個硅原子與4個氧原子形成4個SiO共價鍵；故答案為：5；1；4；

（2）非金屬性越強(qiáng)單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，碳的還原性弱于硅；減少生成物CO的濃度，平衡正向移動；故答案為：弱于；因為生成物CO為氣態(tài)，降低CO的濃度，可使平衡正向移動；

（3）四氯化硅是正四面體結(jié)構(gòu)，SiCl4分子結(jié)構(gòu)對稱結(jié)構(gòu)，屬于非極性分子；故答案為：正四面體型；非極性；

（4）體積減小，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，氯氣的物質(zhì)的量減小，但體積減小更大，濃度增大；故答案為：小于；

（5）氯氣的反應(yīng)速率，；

（6）該反應(yīng)正向為氣體體積增大的反應(yīng)，降低壓強(qiáng)可使平衡正向移動；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度可使反應(yīng)正向移動；及時分離出HCl，使生成物濃度降低，可使平衡正向移動，故答案為：降低壓強(qiáng)；升高溫度(或及時分離出HCl等)。