通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的反应热等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 |
Si-O |
Si-Cl |
H-H |
H-Cl |
Si-Si |
Si-C |
键能/kJ·mol-1 |
460 |
360 |
436 |
431 |
176 |
347 |
请回答下列问题:
(1)已知Si、SiC、SiO2熔化时必须断裂所含化学键,比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”):SiC_____Si,Si _____SiO2
(2)工业上高纯硅可通过下列反应制取:,则2 mol H2生成高纯硅需_____ (填“吸收”或“放出”)能量_____ kJ。
(3)已知硅燃烧热的热化学方程式为Si(s)+O2(g)===SiO2(s) ΔH=-989.2kJ·mol-1,则O=O键键能为_____________。
蚂蚁等群居性昆虫在找到食物后的归巢途中,用一种自身分泌物涂在地上,为其他蚂蚁觅食引路。这种分泌物叫跟踪剂,是信息素的一种。所谓信息素,是指同种生物个体间用来传递信息的化学物质。蚂蚁跟踪信息素叫牻牛儿醇(又叫香叶醇),可用作香料或昆虫引诱剂。对其组成分析结果为:含C:77.86%,H:11.76%,O:10.37%,相对分子质量为154。此信息素与臭氧反应,生成臭氧化物;再与水和Zn反应,发生水解,使分子中双键断裂,其规律
(1)通过计算写出此信息素的化学式为__________________________________________;
(2)此信息素的结构简式为_________________________________________________;
(3)此信息素的系统命名为________________________________________________。
将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要________等原料。
(2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:______________________________________________________________。
(3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有________(填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。
(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32-的方法是:_______________________________________________________________。
(5)已知不同温度下K2SO4在100 g水中达到饱和时溶解的量如下表:
温度/℃ |
0 |
20 |
60 |
K2SO4溶解的量/g |
7.4 |
11.1 |
18.2 |
60 ℃时K2SO4的饱和溶液591 g冷却到0 ℃,可析出K2SO4晶体________g。
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是________。
a.熔点较低(29 ℃熔化) b.能导电
c.能制冷 d.无毒
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:________________________________________________________________。
当前,大量施用氮素化肥是冬小麦获得高产的重要措施之一。
(1)施入土壤的氮素化肥主要以________形式被小麦根部吸收,透气性较好的土壤植物容易吸收氮素化肥,透气性较差的黏质土壤,则根的吸肥力差,这是因为_______________________________________________。
(2)施肥后要及时灌溉,若从麦田流失的水从下图A位置注入一条河流,导致下游水体中藻类和细菌数量发生的变化如下列曲线图所示:
①在A的下游藻类数量增加的原因是____________________________________________________________。
②在3 km以外的河段,细菌数量迅速增加的原因是_____________________________________________________________。
③在下游6 km处的河段发现鱼类大量死亡,原因是______________________________________________________________。
④在距A 2 km处,水中的氧气含量比A处高,原因是______________________________________________________________。
获取知识和信息是现代人不可缺少的素质,信息产业的飞速发展离不开材料科学的推动。信息产业的核心材料是高纯度的硅,单晶硅可用来制作大规模集成电路、整流器等,硅纯度越高,大规模集成电路的性能就越好。高纯度的单晶硅生产方法有:
方法一:三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
方法二:用金属硅化物(Mg2Si)与盐酸作用制得硅烷,再热分解硅烷可得高纯硅。
根据上述信息回答以下问题:
(1)从方法一生产单晶硅的过程看,由焦炭还原得到的硅为何还要进一步处理?_________________________________________________________。
(2)写出方法二中生产高纯硅的两个化学方程式:
①____________________________________________________________;
②__________________________________________________________。
(3)写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学方程式:____________________________________。
(4)在方法一中,整个制备过程必须严格控制无水无氧。SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出配平的化学反应方程式:________________;H2还原SiHCl3过程中若混入O2,可能引起的后果是_____________________________________________________。
(5)比较方法一和方法二,分析一下各自的优缺点____________________________________。
晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅;
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:Si+3HClSiHCl3+H2;
③SiHCl3与过量H2在1 000~1 100 ℃反应制得纯硅已知SiHCl3能与H2O强烈反应,在空气中易自燃。
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学方程式为_____________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点-84.7 ℃),提纯SiHCl3采用的方法为___________________________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热,其目的是________________________________________________________________。
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是________,装置D不能采用普通玻璃管的原因是____________,装置D中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度以及___________________________________________________________。