题目列表(包括答案和解析)
碳、氮、氧、氟都是位于第二周期的重要的非金属元素。请回答下列问题:
(1)基态氟原子的核外电子排布式是______________ 。
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是_________________。
(3)碳和另外三种元素均可形成化合物。四氟化碳的空间构型为____________,CF4可以利用甲烷与Cl2和HF在一定条件下反应来制备,其反应方程式为___________;CO是__________分子(填“极性”或“非极性”),CO的常见等电子体为N2、CN-,已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为___________;C3N4是一种新型材料,它的硬度比金刚石还高,可做切割工具,可推测出C3N4属于_________晶体。
(4)N4分子结构和白磷一样都是正四面体。又已知断裂1molN-N键吸收167kJ热量,生成1 molN≡N键放出942kJ热量,0.1 molN4转变为N2将放出____________热量:
(5)CaF2和CaC2都属于离子晶体。CaF2晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞(如图)的体积是_______________(只要求列出算式)。
(6)CaC2晶体的晶胞与氯化钠相似,但由于CaC2晶体中的C存在,使晶胞沿一个方向拉长,则CaC2晶体中1个C周围距离最近且相等的Ca2+数目为__________,C与O 互为等电子体,O的电子式为____________。
清洗和制绒是硅晶片制作的重要步骤之一,硅片化学清洗的主要目的是除去硅片表面杂质(如某些有机物,无机盐,金属、Si、SiO2粉尘等)。常用的化学清洗剂有高纯水、有机溶剂、双氧水、浓酸、强碱等。其中去除硅的氧化物,通常用一定浓度的HF溶液,室温条件下将硅片浸泡1至数分钟。制绒是在硅片表面形成金字塔形的绒面,增加硅对太阳光的吸收。单晶制绒通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反应25~35 min,效果良好。
回答下列问题
(1)能否用玻璃试剂瓶来盛HF溶液,为什么?用化学方程式加以解释 ;
(2)写出晶片制绒反应的离子方程式 ,对单晶制绒1990年化学家Seidel提出了一种的电化学模型,他指出Si与NaOH溶液的反应,首先是Si与OH一反应,生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4。基于此原理分析反应中氧化剂为 。
(3)本校化学兴趣小组同学,为验证Seidel的理论是否正确,完成以下实验:
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实验事实 |
事实一 |
水蒸汽在600℃时可使粉末状硅缓慢氧化并放出氢气。 |
事实二 |
盛放于铂或石英器皿中的纯水长时间对粉末状还原硅无腐蚀作用。 |
事实三 |
普通玻璃器皿中的水仅因含有从玻璃中溶出的微量的碱便可使粉末状硅在其中缓慢溶解。 |
事实四 |
在野外环境里,用较高百分比的硅铁粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH,点着后焖烧,可剧烈放出H2。 |
事实五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有lgNaOH(0.025mol)的溶液,小心加热(稍微预热),收集到约1700mL H2,很接近理论值(1600mL)。 |
结论:从实验上说明碱性水溶液条件下,H2O可作 剂;NaOH作 剂,降低反应 。高温无水环境下,NaOH作 剂。
(4)在太阳能电池表面沉积深蓝色减反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)与氨气(NH3)在等离子体中反应。硅烷是一种无色、有毒气体,常温下与空气和水剧烈反应。下列关于硅烷、氮化硅的叙述不正确的是 。
A.在使用硅烷时要注意隔离空气和水,SiH4能与水发生氧化还原反应生成H2;
B.硅烷与氨气反应的化学方程式为:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反应中NH3作氧化剂;
C.它们具有卓越的抗氧化、绝缘性能和隔绝性能,化学稳定性很好,不与任何酸、碱反应;
D.氮化硅晶体中只存在共价键,Si3N4是优良的新型无机非金属材料。
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