Question

【題目】運用所學化學原理，解決下列問題：
（1）已知：Si+2NaOH+H2O═Na2SiO3+2H2 ． 某同學利用單質硅和鐵為電極材料設計原電池（NaOH為電解質溶液），該原電池負極的電極反應式為；
（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 ． 工業上生產粗硅的熱化學方程式為；
（3）已知：CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）．表為該反應在不同溫度時的平衡常數．則：該反應的△H0（填“＜”或“＞”）；500℃時進行該反應，且CO和H2O起始濃度相等，CO平衡轉化率為 ．

溫度℃	400	500	800
平衡常數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）負極發生氧化反應，Si在負極上失去電子，堿性條件下生成硅酸根與水，負極電極反應式為：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 ，
根據蓋斯定律，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.）由表中數據可知，升高溫度，平衡常數減小，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，即△H＜0；
CO和H2O起始濃度相等，令他們的起始濃度為1mol/L，設平衡時CO的濃度變化量為xmol/L，則：

	CO（g）	+	H2O（g）	═	H2（g）	+	CO2（g）
開始（mol/L）：	1		1		0		0
轉化（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的轉化率= ×100%=75%，
所以答案是：＜；75%．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡的計算的相關知識，掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．