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 kJmol－1，有關鍵能數據如下表：

化學鍵	Si-O	O═O	Si-Si
鍵能 / kJmol－1	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，可以使反應SiO2 + 2 CSi + 2 CO ↑在常溫下發生，是硅能源開發利用的關鍵技術

（3）工業制備純硅的反應為2 H2（g）+ SiCl4（g）═ Si（s）+ 4 HCl（g） ΔH = + 240.4 kJmol－1，生成的HCl通入100 mL 1 molL－1的NaOH溶液恰好完全被吸收，則上述制備純硅的反應過程中__________（填“吸收”或“釋放”）的熱量為__________kJ。

Answer 1

【答案】（1）460 （2）D （3）吸收 6.01

【解析】

試題分析：（1）由1 mol Si中含2 mol Si-Si鍵、1 molO2中含1 mol O=O鍵、1 mol SiO2中含4 mol Si-O鍵、宏觀上的ΔH等于微觀上斷鍵的總鍵能減去成鍵的總鍵能可知，Si（s）+ O2（g）═ SiO2（s） ΔH = －989.2 kJmol－1 = （176 kJmol－1 × 2 + 498.8 kJmol－1 × 1）－ x kJmol－1 × 4，解得：x = 460；（2）A、晶體硅便于運輸、貯存，不容易發生爆炸，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料，A正確；B、硅的來源豐富，地殼中含量排在第一位，主要以二氧化硅和硅酸鹽等固體形式存在，易于開采，且可再生，B正確；C、硅燃燒放出的熱量大，1 mol Si完全燃燒放出989.2 kJ熱量，且燃燒產物或二氧化硅對環境污染程度低，容易有效控制，C正確；D、SiO2 + 2 CSi + 2 CO ↑不需要催化劑，因此尋找高效新催化劑，不是硅能源開發利用的關鍵技術，D錯誤；（3）先由cV、HCl + NaOH = NaCl + H2O可知，HCl和NaOH的n相等，均為0.1 mol，再由2 H2（g）+ SiCl4（g）═ Si（s）+ 4 HCl（g） ΔH = + 240.4 kJmol－1可知，每生成4 mol HCl氣體需要吸收240.4 kJ；由HCl氣體的物質的量與吸收能量成正比例可知，生成0.1 mol HCl氣體需要吸收240.4 kJ = 6.01 kJ。