Question

（2013?盐城一模）多晶硅是太阳能光伏产业的重要原材料．
（1）由石英砂可制取粗硅，其相关反应的热化学方程式如下：
SiO₂（s）+C（s）═SiO（g）+CO（g），△H=akJ?mol^-1
2SiO（g）═Si（s）+SiO₂（s），△H=bkJ?mol^-1
①反应SiO₂（s）+2C（s）═Si（s）+2CO（g）的△H=

2a+b

kJ?mol^-1（用含a、b的代数式表示）；
②SiO是反应过程中的中间产物，隔绝空气时，SiO与NaOH溶液反应（产物之一是硅酸钠）的化学方程式为

SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂

．
（2）粗硅提纯常见方法之一是先用粗硅与HCl反应，制得SiHCl₃，经提纯后再用H₂还原：SiHCl₃（g）+H₂（g）?Si（s）+3HCl（g）．不同温度及不同

n(H2)

n(SiHCl3)

时，反应物X的平衡转化率关系如图1．

①X是

SiHCl₃

（填化学式）；
②上述反应的平衡常数：K（1150℃）

＞

K（950℃）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）SiH₄（硅烷）法生产高纯多晶硅是非常优异的方法．
①用粗硅做原料，熔盐电解法制取硅烷原理如图2所示，电解时阳极的电极反应式为

Si+4H⁺-4e^-═SiH₄↑

．
②硅基太阳能电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y做钝化材料，它可由SiH₄与NH₃混合气体进行气相沉积得到．已知Y中Si的质量分数为60%，Y的化学式为

Si₃N₄

．

Answer 1

分析：（1）①上式乘以2加下式，即得所求反应； ②由元素守恒，可判断出产物除了Na₂SiO₃外，还有H₂；
（2）①横坐标表示氢气的量增多； ②温度越高，SiHCl₃的转化率高，即反应进行的程度大；
（3）①用粗铜作为阳极，H⁺移向阳极生成SiH₄； ②Si的质量分数为60%，氧的质量分数为40%．

解答：解：（1）①上式乘以2加下式，即得所求反应，△H=2a+bkJ?mol^-1，
故答案为：2a+b；
②由元素守恒，可判断出产物除了Na₂SiO₃外，还有H₂，方程式：SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂，
故答案为：SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂；
（2）①两种反应物，增加其中一种，另一种物质的转化率增大，自身的转化率反而减小，横坐标表示氢气的量增多，所以纵坐标表示的转化率提高应为SiHCl₃，
故答案为：SiHCl₃；
②当

n(H2)

n(Na2SiO3)

一定时，温度越高，SiHCl₃的转化率高，即反应进行的程度大，所以高温时的化学平衡常熟大，
故答案为：＞；
（3）①此题类似于电解精炼铜的原理，用粗铜作为阳极，从图示知，H⁺移向阳极生成SiH₄，电极反应式为Si+4H⁺-4e^-=SiH₄↑，
故答案为：Si+4H⁺-4e^-=SiH₄↑；
②n（Si）：n（N）=

60%

28

：

40%

14

=3：4，化学式为Si₃N₄，
故答案为：Si₃N₄．

点评：本题考查硅及其化合物的性质，化学方程式的书写是解题的关键，题目难度不大．