Question

【題目】含硅元素的化合物廣泛存在于自然界中，與其他礦物共同構(gòu)成巖石。晶體硅(熔點1410℃)用途廣泛，制取與提純方法有多種。

(1)煉鋼開始和結(jié)束階段都可能發(fā)生反應(yīng)：，其目的是________。

A.得到副產(chǎn)品硅酸鹽水泥 B.制取SiO2，提升鋼的硬度

C.除去生鐵中過多的Si雜質(zhì) D.除過量FeO，防止鋼變脆

(2)一種由粗硅制純硅過程如下：在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中，測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______。對于鈉的鹵化物(NaX)和硅的鹵化物(SiX4)下列敘述正確的是（_________）

A.NaX易水解 B.SiX4是共價化合物

C.NaX的熔點一般高于SiX4 D.SiF4晶體是由共價鍵形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

(3)粗硅經(jīng)系列反應(yīng)可生成硅烷(SiH4)，硅烷分解也可以生成高純硅。硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷， 所以Si元素的非金屬性弱于C元素，用原子結(jié)構(gòu)解釋其原因：_______。

(4)此外，還可以將粗硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅(SiHCl3)，通過反應(yīng)：SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)制得高純硅。不同溫度下，SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)物的投料比（反應(yīng)初始時，各反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比）的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（__________）（填字母序號）。

a.該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大

b.橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是

c.實際生產(chǎn)中為提高SiHCl3的利用率，可適當(dāng)降低壓強(qiáng)

(5)硅元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物是H2SiO3。室溫下，0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液，堿性更強(qiáng)的是_______，其原因是_______。

已知：H2SiO3：Ki1=2.0×10-10，Ki2=1.0×10-12；H2CO3：Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11。

Answer 1

【答案】CD BC C和Si最外層電子數(shù)相同（或“是同主族元素”），C原子半徑小于Si（或“C原子電子層數(shù)少于Si”） a、c 硅酸鈉 硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2，硅酸鈉更易水解

【解析】

(1)根據(jù)煉鋼的要求把生鐵中的含碳量除去到規(guī)定范圍，并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程，簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調(diào)硅錳含量的過程；在使碳等元素降到規(guī)定范圍后，鋼水中仍含有大量的氧元素，是有害的雜質(zhì)，使鋼塑性變壞，軋制時易產(chǎn)生裂紋；

(2)每生成1.12kg純硅需吸收a kJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為=0.025a kJ，據(jù)此寫出反應(yīng)熱化學(xué)方程式；

A.強(qiáng)酸的鈉鹽不水解；

B.硅的鹵化物(SiX4)是由非金屬元素原子間通過共用電子對形成的化合物；

C.離子晶體的熔點大于分子晶體的熔點；

D.SiF4晶體屬于分子晶體；

(3)硅烷的分解溫度遠(yuǎn)低于甲烷的原因為：C和Si最外層電子數(shù)相同（或“是同主族元素”），C原子半徑小于Si（或“C原子電子層數(shù)少于Si”）

Si元素的非金屬性弱于C元素，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷；

(4)a.因為隨著溫度的升高，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大，平衡右移，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大；

b.增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低，故橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是；

c.降低壓強(qiáng)平衡向氣體系數(shù)減小方向移動；

(5)依據(jù)鹽類水解規(guī)律“越弱越水解”解答。

(1)煉鋼的要求把生鐵中的含碳量除去到規(guī)定范圍，并使其它元素的含量減少或增加到規(guī)定范圍的過程，簡單地說，是對生鐵降碳、去硫磷、調(diào)硅錳含量的過程，這一過程基本上是一個氧化過程，是用不同來源的氧(如空氣中的氧、純氧氣、鐵礦石中的氧)來氧化鐵水中的碳、硅、錳等元素．化學(xué)反應(yīng)主要是、；在使碳等元素降到規(guī)定范圍后，鋼水中仍含有大量的氧，是有害的雜質(zhì)，使鋼塑性變壞，軋制時易產(chǎn)生裂紋，故煉鋼的最后階段必須加入脫氧劑（例如錳鐵、硅鐵和鋁等），以除去鋼液中多余的氧：，，；

故合理選項是CD；

(2)由題意可知：每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量，則生成1mol純硅吸收的熱量為=0.025a kJ，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： △H= -0.025a kJ/mol；

A.鈉的強(qiáng)酸鹽不水解，NaX(NaF除外)不易水解，A錯誤；

B.硅的鹵化物（SiX4）是由非金屬元素原子間通過共用電子對形成的化合物，是共價化合物，B正確；

C.鈉的鹵化物(NaX)為離子化合物屬于離子晶體，硅的鹵化物(SiX4)為共價化合物屬于分子晶體，離子晶體的熔點大于分子晶體的熔點，即NaX的熔點一般高于SiX4，C正確；

D.SiF4晶體是由分子間作用力結(jié)合而成，D錯誤；

故合理選項是BC；

(3)C和Si最外層電子數(shù)相同(或“是同主族元素”)，C原子半徑小于Si（或“C原子電子層數(shù)少于Si”） Si元素的非金屬性弱于C元素，硅烷的熱穩(wěn)定性弱于甲烷，故硅烷的分解溫度遠(yuǎn)低于甲烷；

(4)a.因為隨著溫度的升高，SiHCl3的轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，a正確；

b.增大一種反應(yīng)物的濃度，能提高其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，而本身的轉(zhuǎn)化率反而降低，故橫坐標(biāo)表示的投料比應(yīng)該是，b錯誤；

c.SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)的正反應(yīng)方向為氣體系數(shù)增大方向，降低壓強(qiáng)平衡向氣體系數(shù)增大的正反應(yīng)方向移動，可以提高SiHCl3的利用率，c正確；

故合理選項是a、c；

(5)依據(jù)所給數(shù)據(jù)可知：硅酸的Ki2小于碳酸的Ki2，依據(jù)“越弱越水解”可知硅酸鈉更易水解。