Question

【題目】能源是人類生活和社會發展的基礎，研究化學反應中的能量變化，有助于更好地利用化學反應為生產和生活服務。

（1）甲硅烷（SiH4）是一種無色氣體，遇到空氣能發生爆炸性自燃。

① 甲硅烷（SiH4）固態時屬于___________晶體。

② 已知室溫下1 g甲硅烷自燃生成SiO2和液態水放出熱量44.6 kJ，則其熱化學方程式為______________________。

（2）甲醇燃料電池的總反應為：2CH3OH+3O2═2CO2↑+4H2O，其工作原理如下圖所示。

①圖中CH3OH從_____________（填a或b）通入，該電池的正極是____________（填M或N）電極，其中在N極發生的電極反應式是_____________________。

②如果在外電路中有1mol電子轉移，則消耗標準狀況下O2的體積為_______L。

（3）25℃，101kPa條件下，14g N2和3g H2反應生成NH3的能量變化如下圖所示：

已知：① x = 1127；

② 25℃ 101kPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=－92kJ·mol—1。

則 y =__________。

Answer 1

【答案】 分子 SiH4（g）+2O2（g）= SiO2（s）+2H2O（l） ΔH＝-1427.2 kJ/mol b N 4H+ + O2 + 4e－ = 2H2O 5.6L 1173

【解析】(1)①甲硅烷(SiH4)是由SiH4分子構成的共價化合物，在固態時屬于分子晶體；②在室溫下1 g甲硅烷即1/32mol，自燃生成SiO2和液態水放出44.6 kJ的熱量，則其熱化學方程式為SiH4(g)+2O2(g)= SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2 kJ/mol；

(2)根據反應方程式2CH3OH+3O2═2CO2↑+4H2O，結合原電池示意圖可知CH3OH在負極反應，失去電子生成CO2，O2在正極反應，得到電子生成水，所以①CH3OH從b口通入，從c口排出CO2，O2從a口通入，電池的正極是N，負極是M，正極N上發生的電極反應為O2 +4H+ + 4e－ = 2H2O；②若外電路有1mol電子轉移，則消耗標況下O2的體積為mol×22.4L/mol=5.6L；

(3)根據圖示的能量變化，可得N2(g)+ H2(g)NH3(g)△H= (x-y)kJ·mol-1，結合已知條件可得2(x-y)= - 92，x = 1127，解得y=1173。