Question

【題目】據《參考消息》報道，有科學家提出硅是“21世紀的能源”“未來的石油”的觀點。

（1）晶體硅在氧氣中燃燒的熱化學方程式為Si(s)＋O2(g)=SiO2(s) ΔH＝－989.2 kJ·mol-1，有關鍵能數據如下表：

化學鍵	Si—O	O=O	Si—Si
鍵能(kJ/mol)	x	498.8	176

已知1 mol Si中含2 mol Si—Si鍵，1 mol SiO2中含4 mol Si—O鍵，則x的值為____________。

（2）假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當的是________________。

A．硅便于運輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料

B．硅的來源豐富，易于開采，且可再生

C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產物對環境污染程度低，容易有效控制

D．尋找高效新催化劑，使硅的生產耗能很低，是硅能源開發利用的關鍵技術

（3）工業制備純硅的反應為2H2(g)＋SiCl4(g)=Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋240.4 kJ·mol-1，

生成的HCl通入100 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液恰好反應，則反應過程中__________(填“吸收”或“釋放”)的熱量為________kJ。

Answer 1

【答案】（1）460；（2）D；（4）吸收；6.01

【解析】

試題分析：（1）二氧化硅晶體中每個Si原子形成4個Si-O鍵，1mol二氧化硅晶體中含有4molSi-O鍵，則SiO2晶體中Si和Si-O鍵的比例為1：4，因晶體硅中每個Si原子與周圍的4個硅原子形成正四面體，向空間延伸的立體網狀結構，每Si原子與周圍的4個Si原子形成4個Si-Si鍵，每個Si-Si鍵為1個Si原子提供個Si-Si鍵，所以1mol晶體硅中含有1mol×4×=2molSi-Si鍵，反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，所以Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中，△H=176kJ/mol×2mol+498.8kJ/mol-XkJ/mol×4=-989.2kJ/mol，X=460kJ/mol，故答案為：460；

（2）硅光電池將太陽能轉化為電能，太陽能熱水器是將太陽能轉化為內能，故答案為：光；電；

（3）A．硅常溫下為固體，性質較穩定，便于貯存，較為安全，故A正確；B．硅在自然界中含量豐富，僅次于氧，故B正確；C．硅作為一種普遍使用的新型能源被開發利用說明燃燒放出的熱量大，硅燃燒生成二氧化硅，二氧化硅是固體，容易得至有效控制，故C正確；D．催化劑只能加快化學反應的速率，不改變反應熱，故D錯誤；故答案為：D；

（4）通入100mL 1molL-1的NaOH溶液恰好反應說明生成的氯化氫為0.1mol，設反應放出的熱量為x．

2H2(g)+SiCl4(g)═Si(s)+4HCl(g)△H=+240.4kJmol-1

4 240.4

0.1 x

=，解得x=6.01kJ，故答案為：6.01。