Question

【题目】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。

回答下列问题：

(I)硅粉与HCl在300℃时反应生成1mol SiHCl3气体和，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________。的电子式为__________________。

(II)将氢化为有三种方法，对应的反应依次为：

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

反应③的______（用△H1，△H2表示）。温度升高，反应③的平衡常数K______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

(III)如图为绿色电源“二甲醚(CH3OCH3)燃料电池”的工作原理示意图．b电极是________极。请写出负极的电极反应方程式：__________________

Answer 1

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

【解析】

（I）硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，根据反应热及反应物状态、反应条件书写该反应的热化学方程式为Si(s)+3HCl(g)SiHCl(g)+H2(g)△H=-225KJ/mol，SiHCl3中存在1个Si-H键、3个Si-Cl键，其电子式为；

（Ⅱ）①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)△H1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) △H2>0将方程式②-①得③3SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3△H3＝H2-H1＜0，升高温度平衡向吸热方向移动，该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以升高温度反应③的平衡常数K减小；

（Ⅲ）根据电池示意图，该电池的总反应为CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O，二甲醚为负极失电子，电极方程式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2+12H+，氧气为正极得电子，电极方程式为O2+4e-+4H+=2H2O。