Question

（2013?鹽城一模）多晶硅是太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的重要原材料．
（1）由石英砂可制取粗硅，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
SiO₂（s）+C（s）═SiO（g）+CO（g），△H=akJ?mol^-1
2SiO（g）═Si（s）+SiO₂（s），△H=bkJ?mol^-1
①反應(yīng)SiO₂（s）+2C（s）═Si（s）+2CO（g）的△H=

2a+b

kJ?mol^-1（用含a、b的代數(shù)式表示）；
②SiO是反應(yīng)過程中的中間產(chǎn)物，隔絕空氣時(shí)，SiO與NaOH溶液反應(yīng)（產(chǎn)物之一是硅酸鈉）的化學(xué)方程式為

SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂

．
（2）粗硅提純常見方法之一是先用粗硅與HCl反應(yīng)，制得SiHCl₃，經(jīng)提純后再用H₂還原：SiHCl₃（g）+H₂（g）?Si（s）+3HCl（g）．不同溫度及不同

n(H2)

n(SiHCl3)

時(shí)，反應(yīng)物X的平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖1．

①X是

SiHCl₃

（填化學(xué)式）；
②上述反應(yīng)的平衡常數(shù)：K（1150℃）

＞

K（950℃）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）SiH₄（硅烷）法生產(chǎn)高純多晶硅是非常優(yōu)異的方法．
①用粗硅做原料，熔鹽電解法制取硅烷原理如圖2所示，電解時(shí)陽極的電極反應(yīng)式為

Si+4H⁺-4e^-═SiH₄↑

．
②硅基太陽能電池需用N、Si兩種元素組成的化合物Y做鈍化材料，它可由SiH₄與NH₃混合氣體進(jìn)行氣相沉積得到．已知Y中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，Y的化學(xué)式為

Si₃N₄

．

Answer 1

分析：（1）①上式乘以2加下式，即得所求反應(yīng)； ②由元素守恒，可判斷出產(chǎn)物除了Na₂SiO₃外，還有H₂；
（2）①橫坐標(biāo)表示氫氣的量增多； ②溫度越高，SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率高，即反應(yīng)進(jìn)行的程度大；
（3）①用粗銅作為陽極，H⁺移向陽極生成SiH₄； ②Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%．

解答：解：（1）①上式乘以2加下式，即得所求反應(yīng)，△H=2a+bkJ?mol^-1，
故答案為：2a+b；
②由元素守恒，可判斷出產(chǎn)物除了Na₂SiO₃外，還有H₂，方程式：SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂，
故答案為：SiO+2NaOH═Na₂SiO₃+H₂；
（2）①兩種反應(yīng)物，增加其中一種，另一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率增大，自身的轉(zhuǎn)化率反而減小，橫坐標(biāo)表示氫氣的量增多，所以縱坐標(biāo)表示的轉(zhuǎn)化率提高應(yīng)為SiHCl₃，
故答案為：SiHCl₃；
②當(dāng)

n(H2)

n(Na2SiO3)

一定時(shí)，溫度越高，SiHCl₃的轉(zhuǎn)化率高，即反應(yīng)進(jìn)行的程度大，所以高溫時(shí)的化學(xué)平衡常熟大，
故答案為：＞；
（3）①此題類似于電解精煉銅的原理，用粗銅作為陽極，從圖示知，H⁺移向陽極生成SiH₄，電極反應(yīng)式為Si+4H⁺-4e^-=SiH₄↑，
故答案為：Si+4H⁺-4e^-=SiH₄↑；
②n（Si）：n（N）=

60%

28

：

40%

14

=3：4，化學(xué)式為Si₃N₄，
故答案為：Si₃N₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查硅及其化合物的性質(zhì)，化學(xué)方程式的書寫是解題的關(guān)鍵，題目難度不大．