化学反应与能量
1.(2019年高考·天津卷节选)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多
晶硅的简易过程。
回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与HCl在300℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________。 SiHCl3的电子式为__________________。
Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为: ①SiCl4(g)+H2(g)
SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0
4SiHCl3(g) ΔH<0
3SiHCl3(g) ΔH3
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)
反应③的ΔH3=________(用ΔH1,ΔH2表示)。温度升高,反应③的平衡常数
K__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:Ⅰ.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl,生成的是气态的SiHCl3和氢气,反应条件是300℃,本题的反应温度需要标注为条件。配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1,300℃
由此可顺利写出该条件下的热化学方程式:Si(s)+3HCl(g)=====SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225 kJ·mol;SiHCl3中硅与1个H、3个Cl分别形成共价单键,由此可写出其电子式为:
-1
,注意别漏标3个氯原子的孤电子对;
Ⅱ.将反应①反向,并与反应②直接相加可得反应③,所以ΔH3=ΔH2-ΔH1,因ΔH2<0、ΔH1>0,所以ΔH3必小于0,即反应③正反应为放热反应,而放热反应的化学平衡常数随着温度的升高而减小。
300℃
答案:Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)=====SiHCl3(g)+H2(g)
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ΔH=-225 kJ·mol
-1
Ⅱ.ΔH2-ΔH1 减小
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