Question

【题目】运用所学化学原理，解决下列问题：
（1）已知：Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2 ． 某同学利用单质硅和铁为电极材料设计原电池（NaOH为电解质溶液），该原电池负极的电极反应式为；
（2）已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=a kJmol﹣1；②CO2（g）+C（s）═2CO（g）△H=b kJmol﹣1；③Si（s）+O2（g）═SiO2（s）△H=c kJmol﹣1 ． 工业上生产粗硅的热化学方程式为；
（3）已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）．表为该反应在不同温度时的平衡常数．则：该反应的△H0（填“＜”或“＞”）；500℃时进行该反应，且CO和H2O起始浓度相等，CO平衡转化率为 ．

温度℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

Answer 1

【答案】
（1）Si+6OH﹣﹣4e﹣=SiO32﹣+3H2O
（2）2C（s）+SiO2（s）=Si（s）+2CO（g）△H=（a+b﹣c）kJ?mol﹣1
（3）＜；75%
【解析】解：（1）负极发生氧化反应，Si在负极上失去电子，碱性条件下生成硅酸根与水，负极电极反应式为：Si+6OH﹣﹣4e﹣=SiO32﹣+3H2O，
所以答案是：Si+6OH﹣﹣4e﹣=SiO32﹣+3H2O；
（2.）已知：①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=a kJmol﹣1；
②CO2（g）+C（s）═2CO（g）△H=b kJmol﹣1；
③Si（s）+O2（g）═SiO2（s）△H=c kJmol﹣1 ，
根据盖斯定律，①+②﹣③得：2C（s）+SiO2（s）=2CO（g）+Si（s）△H=（a+b﹣c） kJmol﹣1 ，
所以答案是：2C（s）+SiO2（s）=2CO（g）+Si（s）△H=（a+b﹣c） kJmol﹣1；
（3.）由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，即△H＜0；
CO和H2O起始浓度相等，令他们的起始浓度为1mol/L，设平衡时CO的浓度变化量为xmol/L，则：

	CO（g）	+	H2O（g）	═	H2（g）	+	CO2（g）
开始（mol/L）：	1		1		0		0
转化（mol/L）：	x		x		x		x
平衡（mol/L）：	1-x		1﹣x		x		x

故 =9，解得x=0.75，
故CO的转化率= ×100%=75%，
所以答案是：＜；75%．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡的计算的相关知识，掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．