【题目】NF3是微电子工业中常用的一种等离子蚀刻气体,具有较强的氧化性,工业生产NF3常用的方法有气一液反应法、气一固反应法和电解法等。
(1)气一液反应法中发生的主反应和副反应包括:
3F2(g)+NH3(l)=NF3(g)+3HF(l) △H1
3F2(g)+NH4HF2(l)=NF3(g)+5HF(l) △H2
4F2(g)+2NH3(l)=N2F2(g)+6HF(l) △H3
NH3(l)+2HF(l)=NH4HF2(l) △H4
△H1=_____。部分键能数据如下表所示,△H3=_____kJ/mol。
化学键 | N-N | N=N | NN | H-F | F-F | N-H | N-F |
键能(kJ/mol) | 159 | 456 | 946 | 565 | 153 | 389 | 272 |
(2)气一固反应法主要包括两步反应:
(NH4)3AlF6(s)+6F2(g)2NF3(g)+8HF(g)+NH4AlF4(s) 反应Ⅰ
NH4AlF4(s)+3F2(g)NF3(g)+4HF(g)+ AlF3(s) 反应Ⅱ
反应I的平衡常数K1和反应II的平衡常数的关系是___。若在恒温、恒容的密闭容器中模拟气一固反应法(固体足量),起始时F2的浓度为5mol/L,反应过程中容器中压强一随时间变化曲线如图所示,则前2min的平均反应速率v(NF3)=___mol/(Lmin),该温度下K2=___。
(3)电解法是通过电解含氟的熔融盐生产NF3,其原理如图所示。a需要接电源的____(填“正极”或“负极”),生成气体A的电极反应是____。
(4)用NF3对多晶硅电子元件进行蚀刻时不会在电子元件表面形成任何残留物,其原因是_____。(用化学用语解释)