Question

【題目】硅是重要的半導(dǎo)體材料，是構(gòu)成現(xiàn)代電子工業(yè)的基礎(chǔ)。硅及其化合物在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，在工業(yè)上，高純硅可以通過下列流程制�。�

完成下列填空:

（1）氯原子核外有_______種不同能量的電子，硅原子的核外電子排布式是_______________。

（2）碳與硅屬于同主族元素，熔沸點(diǎn)SiO2 ________CO2 (填寫“>”、“<”或“=”)，其原因是_____________________________________________________。

（3）流程中由SiO2制粗硅的反應(yīng)不能說明碳的非金屬性強(qiáng)于硅，原因是_________________；請寫出一個(gè)能說明碳的非金屬性強(qiáng)于硅的化學(xué)方程式______________________________。

（4）SiHCl3(g) + H2(g)Si(s) + 3HCl(g) －Q （Q>0）

①上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝_____________；能使K增大的措施是_______________。

②一定條件下，在固定容積的密閉容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________（選填編號）。

a．3v逆(SiHCl3)＝v正(HCl) b．混合氣體的壓強(qiáng)不變

c．K保持不變 d．c(SiHCl3)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶1∶3

③一定溫度下，在2L密閉容器中進(jìn)行上述反應(yīng)，5min后達(dá)到平衡，此過程中固體質(zhì)量增加0.28g，此時(shí)HCl的化學(xué)反應(yīng)速率為 ________________ 。

Answer 1

【答案】5 1s22s22p63s23p2 > SiO2是原子晶體，融化時(shí)需要克服共價(jià)鍵，CO2是分子晶體，融化時(shí)只需要克服分子間作用力，所以SiO2的熔沸點(diǎn)比CO2的熔沸點(diǎn)高。 非金屬性是指非金屬元素的單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中得到電子的能力，而碳與二氧化硅反應(yīng)所表現(xiàn)出來的是碳失去電子的能力（或還原性），因此不能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng) Na2SiO3+2CO2+2H2O →2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O →H2SiO3↓+Na2CO3 K=c(HCl)3/ c (SiHCl3) c (H2) 升溫 a b 0.003 mol/(L·min)

【解析】

（1）原子核外電子有幾種能級就有幾種能量不同的軌道；Si原子序數(shù)為14，有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4；
（2）熔點(diǎn)一般為原子晶體＞離子晶體＞金屬晶體＞分子晶體；
（3）碳與二氧化硅反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳，只能說明碳的還原性比硅強(qiáng)；強(qiáng)酸反應(yīng)制取弱酸；
（4）依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出，用生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度的冪次方乘積得到；平衡常數(shù)隨溫度變化；
（5）達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不變，百分含量不變，以及由此衍生的其它一些量不變，據(jù)此分析；
（6）根據(jù)方程式計(jì)算出固體質(zhì)量增加0.28g時(shí)生成的氯化氫的物質(zhì)的量，根據(jù)計(jì)算。

：（1）氯原子核外有1s、2s、2p、3s、3p五種能級，所以氯原子核外有5種不同能量的軌道，Si原子序數(shù)為14，有3個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為4，故硅原子的核外電子排布式是1s22s22p63s23p2，
故答案為：5；1s22s22p63s23p2；
（2）熔點(diǎn)一般為原子晶體＞離子晶體＞金屬晶體＞分子晶體，SiO2為原子晶體，融化時(shí)需要克服共價(jià)鍵，CO2為分子晶體，融化時(shí)只需要克服分子間作用力，故熔沸點(diǎn)：SiO2＞CO2，
故答案為：＞；SiO2是原子晶體，融化時(shí)需要克服共價(jià)鍵，CO2是分子晶體，融化時(shí)只需要克服分子間作用力，所以SiO2的熔沸點(diǎn)比CO2的熔沸點(diǎn)高；
（3）碳與二氧化硅反應(yīng)生成硅單質(zhì)和一氧化碳： ，只能說明碳的還原性比硅強(qiáng)，非金屬性是指非金屬元素的單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中得到電子的能力，而碳與二氧化硅反應(yīng)所表現(xiàn)出來的是碳失去電子的能力（或還原性），因此不能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)，碳的非金屬性比硅強(qiáng)，則碳酸的酸性比原硅酸（硅酸）強(qiáng)，可發(fā)生：Na2SiO3+2CO2+2H2O=2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3，
故答案為：非金屬性是指非金屬元素的單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中得到電子的能力，而碳與二氧化硅反應(yīng)所表現(xiàn)出來的是碳失去電子的能力（或還原性），因此不能說明碳的非金屬性比硅強(qiáng)；Na2SiO3+2CO2+2H2O=2NaHCO3+H4SiO4↓或CO2+Na2SiO3+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3；
（4） -Q（Q＞0），依據(jù)平衡常數(shù)概念書寫，注意固體和純液體不寫入表達(dá)式，表達(dá)式為K=c(HCl)3/ c (SiHCl3) c (H2)，該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度平衡右移動，平衡常數(shù)增大，
故答案為：K=c(HCl)3/ c (SiHCl3) c (H2)；升溫；
（5）a．3v逆（SiHCl3）=v正（HCl），正逆反應(yīng)速率相等，故a正確；
b．隨反應(yīng)進(jìn)行容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，混合氣體的壓強(qiáng)不變，說明到達(dá)平衡，故b正確；
c．平衡常數(shù)隨溫度變化，溫度不變K保持不變，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故c錯(cuò)誤；
d．c（SiHCl3）：c（H2）：c（HCl）=1：1：3不能說明正逆反應(yīng)速率相等，故d錯(cuò)誤；
故答案為：ab；
（6），此過程中固體質(zhì)量增加0.28g，生成氯化氫的物質(zhì)的量為0.03mol，=0.003mol/（Lmin），
故答案為：0.003mol/（Lmin）。