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

 

题目列表(包括答案和解析)

多晶硅生产工艺流程如下:

(1)粗硅粉碎的目的是
增大接触面积,加快反应速率,充分反应
增大接触面积,加快反应速率,充分反应
.分离SiHCl3(l)和SiCl4(l)的方法为
蒸馏
蒸馏

(2)900℃以上,H2与SiHCl3发生如下反应:SiHCl3(g)+H2(g)?Si(s)+3HCl(g);△H>0,其平衡常数表达式为K=
c3(HCl)
c(SiHCl)×c(H2)
c3(HCl)
c(SiHCl)×c(H2)
.为提高还原时SiHCl3的转化率,可采取的措施有
升高温度或增大氢气与SiHCl3的物质的量之比或增大氢气浓度
升高温度或增大氢气与SiHCl3的物质的量之比或增大氢气浓度

(3)该流程中可以循环使用的物质是
HCl、H2
HCl、H2

(4)SiCl4与上述流程中的单质发生化合反应,可以制得SiHCl3,其化学方程式为
3SiCl4+Si+2H2═4SiHCl3
3SiCl4+Si+2H2═4SiHCl3

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单质硅是信息产业中重要的基础材料.通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450℃~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅.以下是实验室制备四氯化硅的装置图:

相关信息如下:
①四氯化硅遇水极易水解
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物
③有关物质的物理常数见下表:
物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5
沸点/℃ 57.7 12.8 - 315 -
熔点/℃ -70.0 -107.2 - - -
升华温
度/℃
- - 180 300 162
请回答下列问题:
(1)装置A中g管的作用是
平衡压强,使液体从分液漏斗中顺利流下
平衡压强,使液体从分液漏斗中顺利流下
;装置C中的试剂是
浓硫酸
浓硫酸

(2)甲方案:f接装置Ⅰ;乙方案:f接装置Ⅱ.但是装置Ⅰ、Ⅱ都有不足之处,请你评价后填写下表.
方案 优点 缺点
①收集产品的导管粗,不会堵塞导管
②冷凝产品,减少产品损失
①收集产品的导管粗,不会堵塞导管
②冷凝产品,减少产品损失
①空气中的水蒸气进入产品收集装置,使四氯化硅水解
②尾气没有处理,污染环境
①空气中的水蒸气进入产品收集装置,使四氯化硅水解
②尾气没有处理,污染环境
①有尾气处理装置,注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①有尾气处理装置,注重环保
②避免空气中的水蒸气进入装置
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置,产品易损失
①产品易堵塞导管
②没有冷凝装置,产品易损失
(3)在上述(2)的评价基础上,请你设计一个合理方案并用文字表达:
在装置Ⅰ的i处接干燥管j
在装置Ⅰ的i处接干燥管j

(4)SiCl4与H2反应的化学方程式为
SiCl4+2H2
 高温 
.
 
Si+4HCl
SiCl4+2H2
 高温 
.
 
Si+4HCl

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键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(H),化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。参考以下表格的键能数据,回答下列问题:

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

键能/kJ·mol-1

460

360

436

431

176

347

(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)

SiC__________Si; SiCl4___________SiO2

(2)能不能根据键能的数据判断单质Si 和化合物SiCl4的熔点高低?____________(填“能”或“不能”),理由是___________________(提示对比二者晶体类型及内部微粒作用力)

(3)如右图立方体中心的“·”表示金刚石晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“·”表示出与之紧邻的碳原子;

(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:

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

 计算该反应的反应热H为______________________(要包含数据和焓变单位)

 

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工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:

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

某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行上述反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是(    )

A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率

B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ

C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min)

D.反应吸收0.025Q kJ热量时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液中恰好反应

 

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硅及其化合物对人类现代文明具有特殊贡献,请回答下列有关问题:

(1)硅原子的结构示意图:________

(2)下列物品或设备所用的材料属于硅酸盐的是________

长江三峡水泥大坝;②石英光导纤维;③陶瓷坩埚;④普通玻璃;⑤硅太阳能电池

A①②③? ???? B③④⑤?????? C②③④? ???? D①③④

(3)常温下,SiCl4为液态,沸点为57.6,在空气中冒白雾。制备高纯度硅的中间产物SiCl4中溶有液态杂质,若要得到高纯度SiCl4,应采用的方法是________;用化学方程式及必要文字解释SiCl4在空气中冒白雾的原因:_______________________________________

(4)工业上可用SiCl4(g)制备高温结构陶瓷氮化硅,其反应方程式为

3SiCl4(g)2N2(g)6H2(g) Si3N4(s)12HCl(g) ΔHa kJ/mol(a0)

该反应的平衡常数表达式K______________.

在密闭恒容容器中,能表示上述反应达到平衡状态的是________

A3v(N2)v(H2)

Bv(HCl4v4v(SiCl4)

C.混合气体密度保持不变

Dc(N2)c(H2)c(HCl)136

在某条件下达到平衡时,H2HCl物质的量之比为mn;保持其他条件不变,降低温度达到平衡时,H2HCl物质的量之比________mn(“>””)

 

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