Question

【題目】多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。

回答下列問題：

(I)硅粉與HCl在300℃時反應生成1mol SiHCl3氣體和，放出225kJ熱量，該反應的熱化學方程式為________________________。的電子式為__________________。

(II)將氫化為有三種方法，對應的反應依次為：

①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)△H1>0

②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) △H2>0

③3SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3△H3

反應③的______（用△H1，△H2表示）。溫度升高，反應③的平衡常數K______（填“增大”、“減小”或“不變”）。

(III)如圖為綠色電源“二甲醚(CH3OCH3)燃料電池”的工作原理示意圖．b電極是________極。請寫出負極的電極反應方程式：__________________

Answer 1

【答案】Si(s)+3HCl(g)SiHCl(g)+H2(g)△H=-225KJ/mol 減小 正 C2H6O-12e-+3H2O=2CO2+12H+

【解析】

（I）硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2，放出225kJ熱量，根據反應熱及反應物狀態、反應條件書寫該反應的熱化學方程式為Si(s)+3HCl(g)SiHCl(g)+H2(g)△H=-225KJ/mol，SiHCl3中存在1個Si-H鍵、3個Si-Cl鍵，其電子式為；

（Ⅱ）①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)△H1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) △H2>0將方程式②-①得③3SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3△H3＝H2-H1＜0，升高溫度平衡向吸熱方向移動，該反應的正反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，所以升高溫度反應③的平衡常數K減小；

（Ⅲ）根據電池示意圖，該電池的總反應為CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O，二甲醚為負極失電子，電極方程式為CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+，氧氣為正極得電子，電極方程式為O2+4e-+4H+=2H2O。