硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是 。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是 。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是 。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1: 400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1 <0
反应2: 756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2 <0
反应3: 907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g) Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3 <0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是 。
③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH =" +116" KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程 。
A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素。已知A、B、C同周期,B、D同主族,且D的原子序数是B的2倍。回答下列问题:
(1)DC2分子的空间构型为,其中心原子采取杂化。
(2)DB2是(填“极性”或“非极性”)分子,其在水中的溶解度较大,其原因除了其分子的极性因素以外,另一原因是。
(3)若A是其所在周期元素中核外单电子数最多的元素,则+3价A的含氧酸、D及E的最高价含氧酸三者酸性由强到弱的顺序为(用酸的分子式作答);若A是所在周期原子半径最大的元素,则单质A与O2点燃的化学方程式为。
A、B、C、D、E为主族元素。A、B、C同周期且原子半径逐渐减小,A、B原子的最外层电子数之和等于C、D原子的最外层电子数之和。A元素的最外层电子数为次外层电子数的两倍,B的氢化物可与它的最高价氧化物的水化物反应生成盐。D元素位于元素周期表中第一个长周期,是维持青少年骨骼正常生长发育的重要元素之一,其原子最外层电子数等于最内层电子数。E是元素周期表中原子半径最小的元素。试回答下列问题:
(1)C元素简单离子的电子排布图是。
(2)A、B两元素各有多种氢化物,其电子数为10的氢化物中沸点较高的是(填化学式)。
(3)B与E可形成离子化合物BE5,其阴离子的电子式是,BE5含有的化学键类型有(选填代号:A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.配位键)。
(4)下列晶体结构示意图中(●代表阳离子,○代表阴离子),能表示C与D形成的离子化合物的晶体结构的是(选填字母标号“a”或“b”)。
A、B、C、D、E、F六种物质的相互转化关系如右图所示。图中反应条件均未标出,部分产物(包括水)已略去,反应①是置换反应。
(1)若B、C、F都是气态单质,且B为黄绿色有毒气体。③和④两个反应中都有水生成,反应②需要放电才能发生。A、D均为极易溶于水的气态氢化物,且相遇有白烟生成。则A分子的立体构型为,反应③的化学方程式为。
(2)若A、D为短周期元素的单质,且所含元素的原子序数A是D的2倍,所含元素的原子最外层电子数D是A的2倍。F是一种含氧酸,③和④两个反应中都有红棕色气体生成。则E的化学式为,反应④的化学方程式为。
按要求回答下列问题:
(1)已知在200℃,101kPa时,H2与碘蒸气作用生成1mol HI放出7.45kJ热量,则该反应的热化学方程式为。
(2)太阳能的开发和利用是21世纪一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下使某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐固化释放出相应能量。已知下列数据:
序号 |
盐 |
熔点/℃ |
熔化热/![]() |
参考价格/![]() |
① |
CaCl2·6H2O |
29.0 |
37.3 |
780~850 |
② |
Na2SO4·10H2O |
32.4 |
77.0 |
800~900 |
③ |
Na2HPO4·12H2O |
36.1 |
100.1 |
1800~2400 |
④ |
Na2SiO3·5H2O |
52.5 |
49.7 |
1400~1800 |
其中最适宜作为储能介质的是。(选填物质序号)
(3)离子晶体晶格能的定义是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量,通常取正值。现已知:
甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为: CO (g) + 2H2(g) CH3OH (g)△H 1(反应1)
该反应的原料CO和H2本身都可作为燃料提供动力,已知这两种物质燃烧的热化学方程式为:△H2=-283 kJ·mol-1(反应2)
△H3=-242 kJ·mol-1(反应3)
某些化学键的键能数据如下表:
化学键 |
C-C |
C-H |
H-H |
C-O |
C![]() |
H-O |
键能/kJ·mol-1 |
348 |
413 |
436 |
358 |
1072 |
463 |
请回答下列问题:
(1)反应1的焓变△H1=。
(2)CH3OH (g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为:
CH3OH(g)+O2(g) ="=" CO2(g)+2H2O(g)△H4该反应的焓变△H4=。
(3)反应1的平衡常数表达式为。
为提高甲醇的产率,可以采取的措施有(写出2点)。既能提高产率,又能提高反应速率的措施是。
(4)甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,该燃料电池的电池反应式为:CH3OH(l)+O2(g) ="=" CO2(g)+2H2O(l)。其工作原理示意图如下:
①在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称(或化学式)
②负极的电极反应式为。