Question

能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。

（1）甲硅烷（SiH₄）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃。

① 甲硅烷（SiH₄）固态时属于___________晶体。

② 已知室温下1 g甲硅烷自燃生成SiO₂和液态水放出热量44.6 kJ，则其热化学方程式为______________________。

（2）甲醇燃料电池的总反应为：2CH₃OH+3O₂═2CO₂↑+4H₂O，其工作原理如下图所示。

①图中CH₃OH从_____________（填a或b）通入，该电池的正极是____________（填M或N）电极，其中在N极发生的电极反应式是_____________________。

②如果在外电路中有1mol电子转移，则消耗标准状况下O₂的体积为_______L。

（3）25℃，101kPa条件下，14g N₂和3g H₂反应生成NH₃的能量变化如下图所示：

已知：① x = 1127；

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

则 y =__________。

Answer

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分子构成的共价化合物，在固态时属于分子晶体；②在室温下1 g甲硅烷即1/32mol，自燃生成SiO2和液态水放出44.6 kJ的热量，则其热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)= SiO2(s)+2H2O(l) ΔH＝-1427.2 kJ/mol；

(2)根据反应方程式2CH3OH+3O2═2CO2↑+4H2O，结合原电池示意图可知CH3OH在负极反应，失去电子生成CO2，O2在正极反应，得到电子生成水，所以①CH3OH从b口通入，从c口排出CO2，O2从a口通入，电池的正极是N，负极是M，正极N上发生的电极反应为O2 +4H+ + 4e－ = 2H2O；②若外电路有1mol电子转移，则消耗标况下O2的体积为mol×22.4L/mol=5.6L；

(3)根据图示的能量变化，可得N2(g)+ H2(g)NH3(g)  △H = (x-y)kJ·mol-1，结合已知条件可得2(x-y)= - 92，x = 1127，解得y=1173。