硅及其化合物廣泛應(yīng)用于太陽能的利用、光導(dǎo)纖維及硅橡膠的制備等.純凈的硅是從自然界中的石英礦石(主要成分為SiO2)中提取的.高溫下制取純硅有如下反應(yīng)(方法1):
①SiO2(s)+2C(s)?Si(s)+2CO(g);
②Si(s)+2Cl2(g)?SiCl4(g);
③SiCl4(g)+2H2(g)→Si(s)+4HCl(g).
(1)硅原子核外有
 
種不同能級的電子,最外層的p電子有
 
種自旋方向.
(2)硅與碳同主族,單質(zhì)的還原性:碳
 
硅(填寫“同于”、“強于”或“弱于”),反應(yīng)①之所以能進行的原因是
 

(3)反應(yīng)②生成的化合物的電子式為
 
;該分子為
 
分子(填寫“極性”或“非極性”).
(4)某溫度下,反應(yīng)②在容積為V升的密閉容器中進行,達到平衡時Cl2的濃度為a mol/L.然后迅速縮小容器容積到0.5V升,t秒后重新達到平衡,Cl2的濃度為b mol/L.則a
 
b(填寫“大于”、“等于”或“小于”).
(5)在t秒內(nèi),反應(yīng)②中v(SiCl4)=
 
(用含a、b的代數(shù)式表示).
(6)工業(yè)上還可以通過如下反應(yīng)制取純硅(方法2):
④Si(粗)+3HCl(g)
553~573K
SiHCl3(l)+H2(g)+Q(Q>0);
⑤SiHCl3(g)+H2(g)
1373K
Si(純)+3HCl(g).
提高反應(yīng)⑤中Si(純)的產(chǎn)率,可采取的措施有:
 
(選填2條).
分析:(1)硅原子電子排布式:1s22s22p63s23p2;
(2)非金屬性越強單質(zhì)的氧化性越強,減少生成物的濃度,平衡正向移動;
(3)四氯化硅是共價化合物,分子結(jié)構(gòu)對稱的是非極性分子;
(4)體積減小,濃度增大;
(5)根據(jù)v=
△C
t
解題;
(6)降低壓強向體積增大的方向移動,升高溫度向吸熱方向移動,減少生成物的濃度,平衡正向移動.
解答:解:(1)硅原子電子排布式:1s22s22p63s23p2,核外有5種不同能級的電子,最外層的p電子有1種自旋方向,故答案為:5;1;
(2)非金屬性越強單質(zhì)的氧化性越強,碳的還原性弱于硅;減少生成物CO的濃度,平衡正向移動,故答案為:弱于; 因為生成物CO為氣態(tài),降低CO的濃度,可使平衡正向移動;
(3)SiCl4(g)的電子式精英家教網(wǎng),SiCl4分子結(jié)構(gòu)對稱是非極性分子,故答案為:精英家教網(wǎng);非極性;
(4)體積減小,濃度增大,壓強增大,平衡正向移動,氯氣濃度減小,但是不如濃度增大的多,故答案為:小于;
(5)氯氣的反應(yīng)速率v=
△C
t
=
2a-b
t
mol/(L?s),v(SiCl4)=
2a-b
2t
mol/(L?s),故答案為:
2a-b
2t
mol/(L?s);
(6)降低壓強;升高溫度;及時分離出HCl使平衡正向移動,故答案為:降低壓強或升高溫度(或及時分離出HCl等).
點評:本題考查原子結(jié)構(gòu)、還原性比較、電子式和平衡移動、化學(xué)反應(yīng)速率等,難度中等,判斷平衡移動條件是解題的關(guān)鍵.
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硅及其化合物廣泛應(yīng)用于太陽能的利用、光導(dǎo)纖維及硅橡膠的制備等。

純凈的硅是從自然界中的石英礦石(主要成分為SiO2)中提取的。高溫下制取純硅有如下反應(yīng)(方法1):

①SiO2(s)+2C(s)Si(s)+2CO(g)

②Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g)  

③SiCl4(g)+2H2(g) →Si(s)+4HCl(g)

完成下列填空:

(1)硅原子核外有         種不同能級的電子,最外層的p電子有       種自旋方向。

(2)硅與碳同主族,單質(zhì)的還原性:碳       硅(填寫“同于”、“強于”或“弱于”)。反應(yīng)①之所以能進行的原因是                                                。

(3)反應(yīng)②生成的化合物的電子式為              ;該分子為          分子(填寫“極性”或“非極性”)。

(4)某溫度下,反應(yīng)②在容積為V升的密閉容器中進行,達到平衡時Cl2的濃度為a mol/L。然后迅速縮小容器容積到0.5V升,t秒后重新達到平衡,Cl2的濃度為b mol/L。則:a      b(填寫“大于”、“等于”或“小于”)。

(5)在t秒內(nèi),反應(yīng)②中v(SiCl4)=                     (用含a、b的代數(shù)式表示)。

(6)工業(yè)上還可以通過如下反應(yīng)制取純硅(方法2):

④Si(粗) +3HCl(g) SiHCl3(l)+H2(g) + Q(Q>0)

⑤SiHCl3(g)+H2(g)Si(純)+3HCl(g)

提高反應(yīng)⑤中Si(純)的產(chǎn)率,可采取的措施有:                          (選填2條)。

 

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