Question

硅有望成为未来的新能源。回答下列问题：

(1)硅在氧气中燃烧的热化学方程式为Si(s)＋O₂(g)=SiO₂(s)ΔH＝－989.32kJ·mol^-1。有关键能数据如下表所示：

化学键	Si—O	O=O	Si—Si
键能/(kJ·mol^-1)	x	498.8	176

已知1molSi中含2molSi—Si键，1molSiO₂中含4molSi—O键，表中x＝______。

(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)下列对硅作为未来新能源的认识错误的是_________(填标号)。

A．硅是固体燃料，便于运输、贮存

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，其燃烧产物对环境污染程度低且易控制

D．自然界中存在大量的单质硅

(4)工业制备纯硅的反应为2H₂(g)＋SiCl₄(g)=Si(s)＋4HCl(g)    ΔH＝+240.4kJ·mol^-1。若将生成的HCl通入100mL1mol·L^-1的NaOH溶液中恰好完全反应，则在制备纯硅的反应过程中________(填“吸收”或“放出”)的热量为_______kJ。

Answer

460 光(或太阳) 电 D 吸收 6.01

【解析】

本题以新能源---硅为载体，重点考查利用化学键键能进行计算反应热，太阳能电池板中能量的转化，对作为新能源的优势和粗硅的提纯等知识，难度一般。

(1)根据反应过程中的焓变等于反应物总的键能之和减去生成物中总的键能之和，故有：，解得x=460，故答案为：460；

(2)硅光电池是一种把太阳（光）能转化为电能的装置，故答案为：太阳能（或光）；电；

(3)

A．硅是固体燃料，相对于气体燃料，其体积要小的多，且也不用加压液化，故便于运输、贮存，A正确；

B．地壳中硅的含量仅次于O，故硅的来源丰富，易于开采，单质硅燃烧生成二氧化硅可以循环利用，故可再生，B正确；

C．硅燃烧放出的热量大，其燃烧产物是二氧化硅，是一种固体，只要将其产物进行沉降，就可以控制其对环境污染程度甚至为零污染，C正确；

D．硅的化学性质虽然较稳定，但因为其是一种亲氧元素，故自然界中不存在单质硅，D错误；

故答案为：D。

(4)与100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应的HCl为0.1mol，有题干的热化学方程式可知制备纯硅的反应是吸热反应，每生成4molHCl需要吸收240.4kJ的热量，故生成0.1molHCl需要吸收的热量为：，故答案为：吸收；6.01。