问题 填空题

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) ΔH=a kJ·mol1

2SiO(g)=Si(s)+SiO2(s) ΔH=b kJ·mol1

①反应SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)的ΔH=________ kJ·mol1(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________________________________。

(2)粗硅提纯常见方法之一是先将粗硅与HCl制得SiHCl3,经提纯后再用H2还原:

SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)。

不同温度及不同时,反应物X的平衡转化率关系如图所示。

①X是________(填“H2”或“SiHCl3”)。

②上述反应的平衡常数K(1 150 ℃)________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用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图所示,电解时阳极的电极反应式为_________________________________________。

②硅基太阳电池需用N、Si两种元素组成的化合物Y作钝化材料,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________。

答案

(1)①2a+b ②SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2

(2)①SiHCl3 ②>

(3)①Si+4H-4e=SiH4↑ ②Si3N4

(1)①反应SiO2(s)+2C(s)=Si(s)+2CO(g)可由第一个反应×2+第二个反应得到,则ΔH=(2a+b)kJ·mol1。②根据产物有硅酸钠及质量守恒得到反应的化学方程式为SiO+2NaOH=Na2SiO3+H2↑。(2)①根据图像,在温度不变的情况下,增大,X的平衡转化率增大,则X是SiHCl3。②当一定时,升高温度,SiHCl3的平衡转化率增大,则表明化学平衡常数K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①电解时阳极发生氧化反应,粗硅失去电子,结合H生成SiH4气体,则电极反应式为Si+4H-4e=SiH4↑。②Si、N元素组成的化合物中Si的质量分数为60%,则,即化学式为Si3N4

单项选择题
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