题目内容
【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。
【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。
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