Question

【题目】据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。

（1）晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)＋O2(g)=SiO2(s) ΔH＝－989.2 kJ·mol-1，有关键能数据如下表：

化学键	Si—O	O=O	Si—Si
键能(kJ/mol)	x	498.8	176

已知1 mol Si中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键，则x的值为____________。

（2）假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是________________。

A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料

B．硅的来源丰富，易于开采，且可再生

C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制

D．寻找高效新催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术

（3）工业制备纯硅的反应为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溶液恰好反应，则反应过程中__________(填“吸收”或“释放”)的热量为________kJ。

Answer 1

【答案】（1）460；（2）D；（4）吸收；6.01

【解析】

试题分析：（1）二氧化硅晶体中每个Si原子形成4个Si-O键，1mol二氧化硅晶体中含有4molSi-O键，则SiO2晶体中Si和Si-O键的比例为1：4，因晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体，向空间延伸的立体网状结构，每Si原子与周围的4个Si原子形成4个Si-Si键，每个Si-Si键为1个Si原子提供个Si-Si键，所以1mol晶体硅中含有1mol×4×=2molSi-Si键，反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，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，故答案为：460；

（2）硅光电池将太阳能转化为电能，太阳能热水器是将太阳能转化为内能，故答案为：光；电；

（3）A．硅常温下为固体，性质较稳定，便于贮存，较为安全，故A正确；B．硅在自然界中含量丰富，仅次于氧，故B正确；C．硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用说明燃烧放出的热量大，硅燃烧生成二氧化硅，二氧化硅是固体，容易得至有效控制，故C正确；D．催化剂只能加快化学反应的速率，不改变反应热，故D错误；故答案为：D；

（4）通入100mL 1molL-1的NaOH溶液恰好反应说明生成的氯化氢为0.1mol，设反应放出的热量为x．

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

4 240.4

0.1 x

=，解得x=6.01kJ，故答案为：6.01。