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

Question

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) ＋ O ₂ (g) == =SiO ₂ (s) 　 Δ H ＝－ 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 － 1	x	498.8	176

则 x 的值为 ____________ 。

(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 ________ 能转化为 ________ 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 ________( 填字母序号 ) 。

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 2H ₂ (g) ＋ SiCl ₄ (g) == =Si(s) ＋ 4HCl(g) 　 Δ H ＝ 240.4 kJ·mol ^{－ 1} ，生成的 HCl 通入 100 mL 1 mol·L ^{－ 1} 的 NaOH 溶液中恰好完全反应，则反应过程中 ________( 填 “ 吸收 ” 或 “ 释放 ”) 的热量为 ________kJ 。

Answer 1

答案　 (1)460 　 (2) 光 ( 或太阳 ) 　电

(3)D 　 (4) 吸收　 6.01

解析　 (1) 每摩尔 Si 含有 2 mol Si—Si 键，每摩尔 SiO ₂ 含有 4 mol Si—O 键，则 Δ H ＝ 2×176 kJ·mol ^{－ 1} ＋ 498.8 kJ·mol ^{－ 1} － 4 x kJ·mol ^{－ 1} ＝－ 989.2 kJ·mol ^{－ 1} ， x ＝ 460 。

(2) 硅光电池将光 ( 或太阳 ) 能转化为电能。

(3) 硅是固体，便于运输、贮存， A 对；硅元素在地壳中含量居于第二位，来源丰富， B 对；硅燃烧的产物为 SiO ₂ ，没有污染， C 对；制备硅不需要催化剂， D 错。

(4)100 mL 1 mol·L ^{－ 1} 的 NaOH 溶液消耗 0.1 mol HCl ，则工业制备纯硅的反应中有 0.1 mol HCl 生成，故吸收的热量为 ×0.1 mol ＝ 6.01 kJ 。