硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用.光导纤维及硅橡胶的制备等.纯净的硅是从自然界中的石英矿石(主要成分为SiO2)中提取的.高温下制取纯硅有如下反应:①SiO2Si②Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g) ③SiCl4(g)+2H2完成下列填空:(1)硅原子核外有种不同能级的电子.最外层的p电子有种自旋方向.(2)硅与碳同主族.单质的还原性:碳硅(填写� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

硅及其化合物广泛应用于太阳能的利用、光导纤维及硅橡胶的制备等。
纯净的硅是从自然界中的石英矿石（主要成分为SiO₂）中提取的。高温下制取纯硅有如下反应（方法1）：
①SiO₂(s)+2C(s)

Si(s)+2CO(g)
②Si(s)+2Cl₂(g)

SiCl₄(g)
③SiCl₄(g)+2H₂(g) →Si(s)+4HCl(g)
完成下列填空：
（1）硅原子核外有        种不同能级的电子，最外层的p电子有      种自旋方向。
（2）硅与碳同主族，单质的还原性：碳      硅（填写“同于”、“强于”或“弱于”）。反应①之所以能进行的原因是                                               。
（3）反应②生成的化合物的电子式为             ；该分子为         分子（填写“极性”或“非极性”）。
（4）某温度下，反应②在容积为V升的密闭容器中进行，达到平衡时Cl₂的浓度为a mol/L。然后迅速缩小容器容积到0.5V升，t秒后重新达到平衡，Cl₂的浓度为b mol/L。则：a     b（填写“大于”、“等于”或“小于”）。
（5）在t秒内，反应②中v(SiCl₄)=                    （用含a、b的代数式表示）。
（6）工业上还可以通过如下反应制取纯硅（方法2）：
④Si(粗) ＋3HCl(g)

SiHCl₃(l)＋H₂(g) + Q（Q＞0）
⑤SiHCl₃(g)＋H₂(g)

Si(纯)＋3HCl(g)
提高反应⑤中Si(纯)的产率，可采取的措施有：（选填2条）。

（1）5（1分），1（1分）
（2）弱于（1分）因为生成物CO为气态，降低CO的浓度，可使平衡正向移动。（1分）
（3）

（2分）非极性（1分）
（4）小于（1分）
（5）（2a-b）/2t mol/(L·s) （2分，代数式1分，单位1分）
（6）降低压强；升高温度；及时分离出HCl等（2分）（每条1分，合理给分，共2分。）

试题分析：（1）硅原子核外电子排布式为1S²2S²2P⁶3S²3P²，共有5种不同能级的电子，最外层的p电子有自旋方向要相同所以只有1种自旋方向。
（2）硅与碳同主族，单质的还原性与元素的非金属性变化一致，故碳强于硅。反应①之所以能进行的原因是因为生成物CO为气态，降低CO的浓度，可使平衡正向移动。
（3）反应②生成的化合物是四氯化硅其电子式要保证每个原子达到8电子结构；该分子为是正四面体结构正负电核重心重全，故为非极性分子。
（4）反应② Si(s)+2Cl₂(g)

SiCl₄(g) 在容积为V升的密闭容器中进行，达到平衡时Cl₂的浓度为a mol/L。然后迅速缩小容器容积到0.5V升，相当于加压，若平衡不移动，此时Cl₂的浓度为2a mol/L，实际平衡右移了，t秒后重新达到平衡，Cl₂的浓度必小于2a mol/L，但肯定大于a mol/L，b mol/L。故则：a小于b。
（5）根据速率的定义可求得在t秒内，反应②中v(SiCl₄) =（2a-b）/2t mol/(L·s) 。
（6）⑤ SiHCl₃(g)＋H₂(g)

Si(纯)＋3HCl(g)要提高反应⑤中Si(纯)的产率，需要满足尽可能使平衡右移，可采取的措施有：降低压强；升高温度；及时分离出HCl等。