Question

工業上用“三氯氫硅還原法”，提純粗硅的工藝流程如圖所示：

（1）三氯氫硅的制備原理：Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H=-210kJ/mol
工業上為了加快SiHCl的生成速率而又不降低硅的轉化率，可以采用的方法是

升高溫度或增大氫氣與SiHCl₃的物質的量之比或增大氫氣濃度；

．
（2）除上述反應外，還伴隨著副反應：Si（s）+4HCl（g）?SiCl₄（g）+2H₂（g）△H=-241kJ/mol．已知：SiHCl、SiCl₄常溫下均為液體．
①工業上分離SiHCl、SiCl₄的操作方法為

蒸餾

．
②反應SiHCl₃（g）+HCl（g）?SiCl₄（g）+H₂（g）的△H=

-31

kJ/mol．
（3）該生產工藝中可以循環使用的物質是

氯化氫、氫氣

（填物質名稱）．

Answer 1

分析：（1）根據外界條件對平衡的影響；
（2）①根據互溶的液體采用蒸餾的方法分離；
②根據蓋斯定律可以計算化學反應的焓變；
③根據化學根據反應物中和生成物中都有的物質考慮．

解答：解：（1）升高溫度或增大氫氣與SiHCl₃的物質的量之比或增大氫氣濃度，提高還原時SiHCl₃的轉化率，
故答案為：升高溫度或增大氫氣與SiHCl₃的物質的量之比或增大氫氣濃度；
（2）①SiHCl₃（l）和SiCl₄（l）是互溶的液體，采用蒸餾的方法分離，故答案為：蒸餾；
②Si（s）+3HCl（g）?SiHCl₃（g）+H₂（g）△H=-210kJ/mol①
   Si（s）+4HCl（g）?SiCl₄（g）+2H₂（g）△H=-241kJ/mol②
根據蓋斯定律則②-①得：SiHCl₃（g）+HCl（g）?SiCl₄（g）+H₂（g）△H=-31kJ/mol，故答案為：-31；
③由圖示可知反應物有粗硅、HCl、H₂；反應過程中生成物有：SiHCl₃、H₂、SiCl₄、HCl，所以在反應物中和生成物中都有的物質是HCl、H₂，所以流程中可循環使用的物質是HCl、H₂，故答案為：氯化氫、氫氣．

點評：本題結合提純粗硅的工藝流程考查了外界條件對平衡的影響、物質的分離、蓋斯定律的應用，難度較大，考查學生分析和解決問題的能力．