太陽(yáng)能電池是利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量變化的一種新型裝置,目前多采用單晶硅和多晶硅作為基礎(chǔ)材料.高純度的晶體硅可通過(guò)以下反應(yīng)獲得:
反應(yīng)①(合成爐):Si(粗)+3HCl(g)
SiHCl
3+H
2(g)△H
1反應(yīng)②(還原爐):SiHCl
3+H
2(g)
Si(純)+3HCl(g)△H
2有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)如下表所示:
物質(zhì) |
BCl3 |
PCl3 |
SiCl4 |
AsCl3 |
AlCl3 |
SiHCl3 |
沸點(diǎn) |
12.1 |
73.5 |
57.0 |
129.4 |
180(升華) |
31.2 |
請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化方式為
;由合成爐中得到的SiHCl
3往往混有硼、磷、砷、鋁等氯化物雜質(zhì),分離出SiHCl
3的方法是
(2)對(duì)于氣相反應(yīng),用某組分(B)的平衡壓強(qiáng)(P
B)代替物質(zhì)的量濃度(c
B)也可表示平衡常數(shù)(記作K
P),則反應(yīng)①的K
P=
;
(3)對(duì)于反應(yīng)②,在0.1Mpa下,不同溫度和氫氣配比(
)對(duì)SiHCl
3剩余量的影響如下表所示:
配比 剩余量 溫度 |
50 |
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
2 |
775℃ |
0.8286 |
0.8476 |
0.8519 |
0.8555 |
0.8579 |
0.8570 |
0.8456 |
0.8422 |
1100℃ |
0.2899 |
0.3860 |
0.4169 |
0.4512 |
0.4895 |
0.5312 |
0.5707 |
0.5710 |
①該反應(yīng)的△H
2
0(填“>”、“<”、“=”)
②按氫氣配比5:1投入還原爐中,反應(yīng)至4min時(shí)測(cè)得HCl的濃度為0.12mol?L
-1,則SiHCl
3在這段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率為
.
③對(duì)上表的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,在溫度、配比對(duì)剩余量的影響中,還原爐中的反應(yīng)溫度選擇在1100℃,而不選擇775℃,其中的一個(gè)原因是在相同配比下,溫度對(duì)SiHCl
3剩余量的影響,請(qǐng)分析另一原因是
.
(4)對(duì)于反應(yīng)②,在1100℃下,不同壓強(qiáng)和氫氣配比(
)對(duì)SiHCl
3剩余量的影響如圖一所示:
①圖中P
1
P
2(填“>”、“<”、“=”)
②在圖二中畫出氫氣配比相同情況下,1200℃和1100℃的溫度下,系統(tǒng)中SiHCl
3剩余量隨壓強(qiáng)變化的兩條變化趨勢(shì)示意圖.