Question

多晶硅是太陽能光伏產業的重要原材料。
(1)由石英砂可制取粗硅，其相關反應的熱化學方程式如下：
SiO₂(s)＋C(s)=SiO(g)＋CO(g)　ΔH＝a kJ·mol^－1
2SiO(g)=Si(s)＋SiO₂(s)　ΔH＝b kJ·mol^－1
①反應SiO₂(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1(用含a、b的代數式表示)。
②SiO是反應過程中的中間產物。隔絕空氣時，SiO與NaOH溶液反應(產物之一是硅酸鈉)的化學方程式為________________________________。
(2)粗硅提純常見方法之一是先將粗硅與HCl制得SiHCl₃，經提純后再用H₂還原：
SiHCl₃(g)＋H₂(g)Si(s)＋3HCl(g)。
不同溫度及不同時，反應物X的平衡轉化率關系如圖所示。

①X是________(填“H₂”或“SiHCl₃”)。
②上述反應的平衡常數K(1 150 ℃)________K(950 ℃)(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)SiH₄(硅烷)法生產高純多晶硅是非常優異的方法。
①用粗硅作原料，熔融鹽電解法制取硅烷原理如圖所示，電解時陽極的電極反應式為_________________________________________。

②硅基太陽電池需用N、Si兩種元素組成的化合物Y作鈍化材料，它可由SiH₄與NH₃混合氣體進行氣相沉積得到，已知Y中Si的質量分數為60%，Y的化學式為________。

Answer 1

　(1)①2a＋b　②SiO＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂↑
(2)①SiHCl₃　②>
(3)①Si＋4H^＋－4e^－=SiH₄↑　②Si₃N₄

　(1)①反應SiO₂(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)可由第一個反應×2＋第二個反應得到，則ΔH＝(2a＋b)kJ·mol^－1。②根據產物有硅酸鈉及質量守恒得到反應的化學方程式為SiO＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂↑。(2)①根據圖像，在溫度不變的情況下，增大，X的平衡轉化率增大，則X是SiHCl₃。②當一定時，升高溫度，SiHCl₃的平衡轉化率增大，則表明化學平衡常數K(1 150 ℃)>K(950 ℃)。(3)①電解時陽極發生氧化反應，粗硅失去電子，結合H^－生成SiH₄氣體，則電極反應式為Si＋4H^－－4e^－=SiH₄↑。②Si、N元素組成的化合物中Si的質量分數為60%，則，即化學式為Si₃N₄。