Question

19．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，有关键能数据如表：

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

已知1mol Si中含2mol Si-Si键，1mol SiO₂中含4mol Si-O键，则x的值为460．
（2）硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等．硅光电池是一种把光能转化为电能的装置．
（3）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（填字母）．
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
（4）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溶液恰好反应，则反应过程中吸收（填“吸收”或“释放”）的热量为6.01kJ．

Answer 1

分析 （1）依据反应焓变△H=反应物键能总和-生成物键能总和来分析计算；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能；
（3）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；
（4）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2×176+498.8-4x=-989.2，解得x=460，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 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                
$\frac{4}{0.1}$=$\frac{240.4}{x}$，解得x=6.01kJ，
故答案为：吸收；6.01．

点评 本题考查较为综合，涉及化学反应与能量变化以及元素化合物知识，侧重于化学与生活、生产的考查，有利于培养学良好的科学素养，提高学习的积极性，难度不大．