(4)SiCl4(g)+2H2(g)Si,△H=+236kJ?mol-1 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

多晶硅生產(chǎn)工藝流程如下：

（1）粗硅粉碎的目的是
增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，充分反應(yīng)
增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，充分反應(yīng)
．分離SiHCl3（l）和SiCl4（l）的方法為
蒸餾
蒸餾
．
（2）900℃以上，H2與SiHCl3發(fā)生如下反應(yīng)：SiHCl3（g）+H2（g）?Si（s）+3HCl（g）；△H＞0，其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=
c3(HCl)
c(SiHCl)×c(H2)
c3(HCl)
c(SiHCl)×c(H2)
．為提高還原時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有
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
．
（3）該流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是
HCl、H2
HCl、H2
．
（4）SiCl4與上述流程中的單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，可以制得SiHCl3，其化學(xué)方程式為
3SiCl4+Si+2H2═4SiHCl3
3SiCl4+Si+2H2═4SiHCl3
．

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單質(zhì)硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料．通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅（含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)），粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅（反應(yīng)溫度為450℃～500℃），四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅．以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置圖：

相關(guān)信息如下：
①四氯化硅遇水極易水解
②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物
③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見(jiàn)下表：
物質(zhì) SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸點(diǎn)/℃ 57.7 12.8 - 315 -
熔點(diǎn)/℃ -70.0 -107.2 - - -
升華溫
度/℃		 - - 180 300 162
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）裝置A中g(shù)管的作用是
平衡壓強(qiáng)，使液體從分液漏斗中順利流下
平衡壓強(qiáng)，使液體從分液漏斗中順利流下
；裝置C中的試劑是
濃硫酸
濃硫酸
．
（2）甲方案：f接裝置Ⅰ；乙方案：f接裝置Ⅱ．但是裝置Ⅰ、Ⅱ都有不足之處，請(qǐng)你評(píng)價(jià)后填寫下表．
方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
甲
①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗，不會(huì)堵塞導(dǎo)管
②冷凝產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失
①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗，不會(huì)堵塞導(dǎo)管
②冷凝產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失
①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使四氯化硅水解
②尾氣沒(méi)有處理，污染環(huán)境
①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使四氯化硅水解
②尾氣沒(méi)有處理，污染環(huán)境
乙
①有尾氣處理裝置，注重環(huán)保
②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
①有尾氣處理裝置，注重環(huán)保
②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置
①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管
②沒(méi)有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失
①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管
②沒(méi)有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失
（3）在上述（2）的評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)合理方案并用文字表達(dá)：
在裝置Ⅰ的i處接干燥管j
在裝置Ⅰ的i處接干燥管j
．
（4）SiCl4與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為
SiCl4+2H2
 高溫 
.
 
Si+4HCl
SiCl4+2H2
 高溫 
.
 
Si+4HCl
．

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鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H），化學(xué)反應(yīng)的△H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。參考以下表格的鍵能數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：

化學(xué)鍵

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

鍵能/kJ·mol-1

460

360

436

431

176

347

（1）比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低（填“>”或“<”）

SiC__________Si； SiCl4___________SiO2

（2）能不能根據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)判斷單質(zhì)Si 和化合物SiCl4的熔點(diǎn)高低？____________（填“能”或“不能”），理由是___________________（提示對(duì)比二者晶體類型及內(nèi)部微粒作用力）

（3）如右圖立方體中心的“·”表示金剛石晶體中的一個(gè)原子，請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“·”表示出與之緊鄰的碳原子；

（4）工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制�。�

SiCl4(g) + 2H2（g）  高溫    Si（s）+4HCl（g)

 計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H為_(kāi)_____________________（要包含數(shù)據(jù)和焓變單位）

 

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工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) △H=+QkJ/mol(Q＞0)

某溫度、壓強(qiáng)下，將一定量反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行上述反應(yīng)(此條件下為可逆反應(yīng))，下列敘述正確的是(    )

A．反應(yīng)過(guò)程中，若增大壓強(qiáng)能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率

B．若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)SiCl4為1 mol，則達(dá)平衡時(shí)，吸收熱量為Q kJ

C．反應(yīng)至4 min時(shí)，若HCl濃度為0.12 mol/L，則H2的反應(yīng)速率為0.03 mol/(L·min)

D．反應(yīng)吸收0.025Q kJ熱量時(shí)，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反應(yīng)

 

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硅及其化合物對(duì)人類現(xiàn)代文明具有特殊貢獻(xiàn)，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：

(1)硅原子的結(jié)構(gòu)示意圖：________。

(2)下列物品或設(shè)備所用的材料屬于硅酸鹽的是________。

①長(zhǎng)江三峽水泥大壩；②石英光導(dǎo)纖維；③陶瓷坩堝；④普通玻璃；⑤硅太陽(yáng)能電池

A．①②③? ???? B．③④⑤?????? C．②③④? ???? D．①③④

(3)常溫下，SiCl4為液態(tài)，沸點(diǎn)為57.6℃，在空氣中冒白霧。制備高純度硅的中間產(chǎn)物SiCl4中溶有液態(tài)雜質(zhì)，若要得到高純度SiCl4，應(yīng)采用的方法是________；用化學(xué)方程式及必要文字解釋SiCl4在空氣中冒白霧的原因：_______________________________________。

(4)工業(yè)上可用SiCl4(g)制備高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化硅，其反應(yīng)方程式為

3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＝a kJ/mol(a＜0)

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝______________.

②在密閉恒容容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。

A．3v逆(N2)＝v正(H2)

B．v正(HCl＝4v正＝4v正(SiCl4)

C．混合氣體密度保持不變

D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6

③在某條件下達(dá)到平衡時(shí)，H2與HCl物質(zhì)的量之比為m∶n；保持其他條件不變，降低溫度達(dá)到平衡時(shí)，H2與HCl物質(zhì)的量之比________m∶n(填“>”、“＝”或“＜”)。

 

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