題目列表(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屬元素。請回答下列問題:
(1)基態(tài)氟原子的核外電子排布式是______________ 。
(2)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是_________________。
(3)碳和另外三種元素均可形成化合物。四氟化碳的空間構(gòu)型為____________,CF4可以利用甲烷與Cl2和HF在一定條件下反應(yīng)來制備,其反應(yīng)方程式為___________;CO是__________分子(填“極性”或“非極性”),CO的常見等電子體為N2、CN-,已知CN-與N2結(jié)構(gòu)相似,推算HCN分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為___________;C3N4是一種新型材料,它的硬度比金剛石還高,可做切割工具,可推測出C3N4屬于_________晶體。
(4)N4分子結(jié)構(gòu)和白磷一樣都是正四面體。又已知斷裂1molN-N鍵吸收167kJ熱量,生成1 molN≡N鍵放出942kJ熱量,0.1 molN4轉(zhuǎn)變?yōu)镹2將放出____________熱量:
(5)CaF2和CaC2都屬于離子晶體。CaF2晶體的密度為a g·cm-3,則晶胞(如圖)的體積是_______________(只要求列出算式)。
(6)CaC2晶體的晶胞與氯化鈉相似,但由于CaC2晶體中的C存在,使晶胞沿一個方向拉長,則CaC2晶體中1個C周圍距離最近且相等的Ca2+數(shù)目為__________,C與O 互為等電子體,O的電子式為____________。
清洗和制絨是硅晶片制作的重要步驟之一,硅片化學(xué)清洗的主要目的是除去硅片表面雜質(zhì)(如某些有機物,無機鹽,金屬、Si、SiO2粉塵等)。常用的化學(xué)清洗劑有高純水、有機溶劑、雙氧水、濃酸、強堿等。其中去除硅的氧化物,通常用一定濃度的HF溶液,室溫條件下將硅片浸泡1至數(shù)分鐘。制絨是在硅片表面形成金字塔形的絨面,增加硅對太陽光的吸收。單晶制絨通常用NaOH,Na2SiO3等混合溶液在75~90℃反應(yīng)25~35 min,效果良好。
回答下列問題
(1)能否用玻璃試劑瓶來盛HF溶液,為什么?用化學(xué)方程式加以解釋 ;
(2)寫出晶片制絨反應(yīng)的離子方程式 ,對單晶制絨1990年化學(xué)家Seidel提出了一種的電化學(xué)模型,他指出Si與NaOH溶液的反應(yīng),首先是Si與OH一反應(yīng),生成SiO44一,然后SiO44一迅速水解生成H4SiO4;诖嗽矸治龇磻(yīng)中氧化劑為 。
(3)本校化學(xué)興趣小組同學(xué),為驗證Seidel的理論是否正確,完成以下實驗:
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實驗事實 |
事實一 |
水蒸汽在600℃時可使粉末狀硅緩慢氧化并放出氫氣。 |
事實二 |
盛放于鉑或石英器皿中的純水長時間對粉末狀還原硅無腐蝕作用。 |
事實三 |
普通玻璃器皿中的水僅因含有從玻璃中溶出的微量的堿便可使粉末狀硅在其中緩慢溶解。 |
事實四 |
在野外環(huán)境里,用較高百分比的硅鐵粉與干燥的Ca(OH)2和NaOH,點著后燜燒,可劇烈放出H2。 |
事實五 |
1g(0.036mo1)Si和20mL含有l(wèi)gNaOH(0.025mol)的溶液,小心加熱(稍微預(yù)熱),收集到約1700mL H2,很接近理論值(1600mL)。 |
結(jié)論:從實驗上說明堿性水溶液條件下,H2O可作 劑;NaOH作 劑,降低反應(yīng) 。高溫無水環(huán)境下,NaOH作 劑。
(4)在太陽能電池表面沉積深藍色減反膜——氮化硅晶膜。常用硅烷(SiH4)與氨氣(NH3)在等離子體中反應(yīng)。硅烷是一種無色、有毒氣體,常溫下與空氣和水劇烈反應(yīng)。下列關(guān)于硅烷、氮化硅的敘述不正確的是 。
A.在使用硅烷時要注意隔離空氣和水,SiH4能與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2;
B.硅烷與氨氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3SiH4+4NH3=Si3N4+12H2↑,反應(yīng)中NH3作氧化劑;
C.它們具有卓越的抗氧化、絕緣性能和隔絕性能,化學(xué)穩(wěn)定性很好,不與任何酸、堿反應(yīng);
D.氮化硅晶體中只存在共價鍵,Si3N4是優(yōu)良的新型無機非金屬材料。
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