Question

1．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）△H=-989.2kJ•mol^-1，有关键能数据如下表：

化学键	Si-O	O=O	Si-Si
键能kJ•mol-1	x	498.8	176

已知1molSi中含2molSi-Si键，1molSiO₂中含4molSi-O键，则x的值为460．
（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D．
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，可以使反应SiO2+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑在常温下发生，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）△H=+240.4kJ•mol^-1，生成的HCl通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液恰好完全被吸收，则上述制备纯硅的反应过程中吸收（填“吸收”或“释放”）的热量为6.01kJ．

Answer 1

分析 （1）化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，据此结合Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989、2kJ•mol^-1，计算出表中x；
（2）硅在自然界中含量丰富，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，仅次于氧，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；
（3）通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液恰好反应说明生成的氯化氢为0.1mol，然后根据方程式进行计算．

解答 解：（1）已知晶体硅的燃烧热为989.2kJ•mol^-1，则Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-989.2kJ•mol^-1；
1mol晶体硅中含有2molSi-Si，1molSiO₂中含有4molSi-O，1molO₂中含有1molO=O，则反应焓变△H=2×176+498.8-4x=-989.2，解得x=460，
故答案为：460；
（2）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，主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在，且可再生，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；
（3）通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液恰好反应说明生成的氯化氢为0.1mol，设反应吸收的热量为x．
2H₂（g）+SiCl₄（g）═Si（s）+4HCl（g）△H=+240.4kJ•mol^-1
                                                 4                   240.4
                                                 0.1                x
解得X=6.01kJ，
故答案为：吸收、6.01．

点评 本题考查反应热与化学键键能的关系、涉及化学反应与能量变化以及元素化合物知识，题目难度中等，注意从物质能量、键能角度理解反应热，明确反应热的焓变△H=反应物总键能-生成物总键能以及焓变的正负与吸收、放出热量的关系是解答的关键．