Question

三氯氢硅（SiHCl₃）是生产多晶硅的主要原料。由粗硅制三氯氢硅的反应如下：

回答下列问题：

（1）写出SiHCl₃的结构式        。

（z） SiHCl₃，在NaOH溶液中剧烈反应放出H₂，该反应的化学方程式为        。

（3）硅的平衡转化率与投料比n（HCl）／n（Si）的关系如右图，则图中温度T₁、T₂、T₃的大小顺序为        。

（4）平衡时，c（SiHCl₃）／c（SiCl₄）的值a随着c（H₂）／c（HCl）的值b的变化而变化。则＝        （用含K_l、K₂的代数式表示）；根据关系式，工业上用H₂适当稀释HCl来提高SiHCl₃的纯度。 请用平衡移动原理加以解释        。

（5）也可用H₂还原SiCl₄来制取SiHCl₃。300℃时该反应的热化学方程式为       

Answer

（1）（2）SiHCl3 + 5NaOH = 3NaCl + Na2SiO3 + H2↑ + 2H2O

（3）T1＞T2＞T3 （4）K1/K2 通入H2后两个平衡均逆向移动，但对副反应影响更大，所得产物中副产物的含量减小，所以SiHCl3的纯度提高。（5）H2(g) + SiCl4(g) = SiHCl3(g) + HCl(g)；ΔH= +30 kJ·mol－1

【解析】

试题分析：（1）SiHCl3的结构式类似于三氯甲烷的结构式，为；

（2）SiHCl3中H为+1价，Cl为-1价，则Si为+2价，在NaOH溶液中剧烈反应放出H2，该反应的化学方程式为SiHCl3+5NaOH=3NaCl+Na2SiO3+H2↑+2H2O；

（3）由题中信息可知，主反应和副反应都为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，硅的转化率降低，则T1＞T2＞T3；

（4）由信息可知，主反应减去副反应为SiCl4+H2→SiHCl3+HCl，则a/b=K1/K2，通入H2后两个平衡均逆向移动，但对副反应影响更大，所得产物中副产物的含量减小，所以SiHCl3的纯度提高；

（5）主反应减去副反应为SiCl4+H2→SiHCl3+HCl，反应热为-210+240=+30kJ·mol－1，则300℃时该反应的热化学方程式为H2(g)+SiCl4(g)=SiHCl3(g)+HCl(g)；ΔH=+30kJ·mol－1。

考点：物质的转化和制备，平衡移动的影响因素，热化学方程式