Question

1．據(jù)《參考消息》報(bào)道，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”、“未來(lái)的石油”的觀點(diǎn)．
（1）晶體硅在氧氣中燃燒的熱化學(xué)方程式為Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989.2kJ•mol^-1，有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵	Si-O	O=O	Si-Si
鍵能kJ•mol-1	x	498.8	176

已知1molSi中含2molSi-Si鍵，1molSiO₂中含4molSi-O鍵，則x的值為460．
（2）假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開(kāi)發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說(shuō)法中，你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖荄．
A．硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料
B．硅的來(lái)源豐富，易于開(kāi)采，且可再生
C．硅燃燒放出的熱量大，且燃燒產(chǎn)物對(duì)環(huán)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(yīng)SiO2+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO↑在常溫下發(fā)生，是硅能源開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵技術(shù)
（3）工業(yè)制備純硅的反應(yīng)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溶液恰好完全被吸收，則上述制備純硅的反應(yīng)過(guò)程中吸收（填“吸收”或“釋放”）的熱量為6.01kJ．

Answer 1

分析 （1）化學(xué)反應(yīng)中舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量，化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此結(jié)合Si（s）+O₂（g）═SiO₂（s）△H=-989、2kJ•mol^-1，計(jì)算出表中x；
（2）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(kāi)發(fā)利用說(shuō)明燃燒放出的熱量大，硅燃燒生成二氧化硅；
（3）通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液恰好反應(yīng)說(shuō)明生成的氯化氫為0.1mol，然后根據(jù)方程式進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）已知晶體硅的燃燒熱為989.2kJ•mol^-1，則Si（s）+O₂（g）=SiO₂（s）△H=-989.2kJ•mol^-1；
1mol晶體硅中含有2molSi-Si，1molSiO₂中含有4molSi-O，1molO₂中含有1molO=O，則反應(yīng)焓變△H=2×176+498.8-4x=-989.2，解得x=460，
故答案為：460；
（2）A．硅常溫下為固體，性質(zhì)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，主要以硅酸鹽和二氧化硅的形式存在，且可再生，故B正確；
C．硅作為一種普遍使用的新型能源被開(kāi)發(fā)利用說(shuō)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(xué)反應(yīng)的速率，不改變反應(yīng)熱，故D錯(cuò)誤．
故答案為：D；
（3）通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液恰好反應(yīng)說(shuō)明生成的氯化氫為0.1mol，設(shè)反應(yīng)吸收的熱量為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，
故答案為：吸收、6.01．

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)熱與化學(xué)鍵鍵能的關(guān)系、涉及化學(xué)反應(yīng)與能量變化以及元素化合物知識(shí)，題目難度中等，注意從物質(zhì)能量、鍵能角度理解反應(yīng)熱，明確反應(yīng)熱的焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能以及焓變的正負(fù)與吸收、放出熱量的關(guān)系是解答的關(guān)鍵．