Question

據(jù)《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熱化學方程式為Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2kJ?mol^-1，有關鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學鍵	Si-O	O═O	Si-Si
鍵能/kJ?mol-1	x	498.8	176

則x的值為

 

．
（2）硅光電池作為電源已廣泛應用于人造衛(wèi)星、燈塔和無人氣象站等．硅光電池是一種把

 

能轉化為

 

能的裝置．
（3）假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關于其有利因素的下列說法中，你認為不妥當?shù)氖?div id="kht9tu6" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

．
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(huán)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(fā)利用的關鍵技術
（4）工業(yè)制備純硅的反應為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溶液恰好反應，則反應過程中

 

（填“吸收”或“釋放”）的熱量為

 

kJ．

Answer 1

考點：硅和二氧化硅

專題：碳族元素

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，反應熱△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能；
（2）太陽能電池將太陽能轉化為電能；
（3）硅在自然界中含量豐富，主要以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在，僅次于氧，硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用說明燃燒放出的熱量大，硅燃燒生成二氧化硅，以此解答該題；
（4）通入100mL 1mol?L^-1的NaOH溶液恰好反應說明生成的氯化氫為0.1mol，然后根據(jù)方程式進行計算．

解答： 解：（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

1

2

個Si-Si鍵，所以1mol晶體硅中含有1mol×4×

1

2

=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(wěn)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(fā)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 1mol?L^-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=+240.4kJ?mol^-1
                             4  240.4
                             0.1          X

4

0.1

=

240.4

x

解得X=6.01kJ，故答案為：6.01．

點評：本題考查反應熱及其計算，題目難度不大，側重基礎知識的考查，注意基礎知識的積累．