Question

【題目】Ⅰ、晶體硅(熔點1410℃)是良好的半導體材料，由粗硅制純硅過程如下：

在上述由SiCl4制純硅的反應中，測得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：_________。

Ⅱ、目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產燃料甲醇。為探究該反應原理，進行如下實驗，在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3.25 mol H2，在一定條件下發(fā)生反應，測定CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的濃度隨時間變化如下圖所示：

（1）從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率υ(H2)＝__________ 。

（2）該條件下CO2的轉化率為_______。

Ⅲ、下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖，乙池中的兩個電極一個是石墨電極，一個是鐵電極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，請回答下列問題：

（1）M極的電極材料為 ___________________。

（2）加入乙醇的鉑電極的電極反應式為___________。

（3）在此過程中乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，此時乙池溶液的體積為400mL，則乙池中溶液的pH為____________。

Answer 1

【答案】SiCl4(g) + 2H2(g) Si(s) + 4HCl(g)　ΔH= +0.025a kJ·mol-1 0.225 mol/(L·min) 75% 鐵 C2H5OH－12e- + 16OH- = 2CO32-+ 11H2O 1

【解析】

Ⅰ、1.12kg純硅的物質的量為：=40mol，生成40mol硅吸收akJ熱量，則生成1mol硅吸收的熱量為：=0.025akJ，所以四氯化硅氣體與氫氣反應生成單質硅和氯化氫的熱化學方程式為：2H2（g）+SiCl4（g）Si（s）+4HCl（g）△H=+0.025akJmol-1；

Ⅱ、（1）從反應開始到平衡，CO2的平均速率υ（CO2）===0.075mol/（Lmin），υ（H2）=3υ（CO2）=0.225mol/（Lmin）；

（2）該條件下CO2的轉化率為；

Ⅲ、堿性乙醇燃料電池為原電池，通入乙醇的電極是負極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據(jù)裝置圖，N是陽極，M是陰極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，則M電極是鐵，N電極是石墨，

（1）通過以上分析知，M是陰極，N極是陽極，工作時M、N兩個電極的質量都不減少，故鐵電極應為陰極；

（2）乙醇電極上乙醇失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為：C2H5OH－12e- + 16OH- = 2CO32-+ 11H2O；

（3）n（Ag）==0.04mol，根據(jù)Ag++e-=Ag可知轉移電子為0.04mol，陽極電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+，乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時，同時產生氫離子的物質的量是0.04mol，則H+濃度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1。