Question

15．鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以用于估算化學反應的反應熱（△H），化學反應的△H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差．參考以下表格的鍵能數(shù)據(jù)，回答下列問題：

化學鍵	Si-O	Si-Cl	H-H	H-Cl	Si-Si	Si-C
鍵能/kJ•mol-1	460	360	436	431	176	347

（1）比較下列兩組物質(zhì)的熔點高低（填“＞”或“＜”）
SiC＞Si； SiCl₄＜SiO₂
（2）能不能根據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)判斷單質(zhì)Si 和化合物SiCl₄的熔點高低？不能（填“能”或“不能”），原因是物質(zhì)熔點高低由構成物質(zhì)的微粒間作用力決定，單質(zhì)Si屬于原子晶體，原子間作用力是共價鍵；SiCl₄屬于分子晶體，分子間作用力是范德華力，比共價鍵弱得多．因此不能都根據(jù)鍵能來判斷物質(zhì)的熔點高低
（3）如圖立方體中心的“•”表示金剛石晶體中的一個原子，請在立方體的頂點用“•”表示出與之緊鄰的碳原子
（4）工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取：SiCl₄（g）+2H₂（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ Si（s）+4HCl（g）計算該反應的反應熱△H為+236kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）物質(zhì)的熔點與晶體類型有關，原子晶體的熔點大于分子晶體的熔點；如果晶體類型相同，物質(zhì)的熔點與化學鍵的鍵長成反比，鍵長越短，鍵能越大，熔點越高；
（2）晶體熔點與晶體類型有關，原子晶體中的作用力是共價鍵，分子晶體中的作用力是范德華力，共價鍵比范德華力大很多，導致異響其熔點；
（3）金剛石中每個碳原子和四個碳原子形成四個共價鍵，如果一個碳原子在正方體體心上，4個碳原子在相對的4個頂點上；
（4）化學反應方程式中的反應熱=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和．

解答 解：（1）碳化硅和硅都是原子晶體，晶體類型相同的物質(zhì)其熔點與鍵長成正比，鍵長越長，鍵能越小，熔點越低，碳化硅的鍵長小于硅硅鍵長，所以碳化硅的熔點比硅的高；二氧化硅是原子晶體，氯化硅是分子晶體，原子晶體的熔點高于分子晶體，所以二氧化硅的熔點比氯化硅的高，
故答案為：＞；＜；
（2）物質(zhì)熔點高低由構成物質(zhì)的微粒間作用力決定，單質(zhì)Si屬于原子晶體，原子間作用力是共價鍵；SiCl₄屬于分子晶體，分子間作用力是范德華力，比共價鍵弱得多．因此不能都根據(jù)鍵能來判斷物質(zhì)的熔點高低，
故答案為：不能；物質(zhì)熔點高低由構成物質(zhì)的微粒間作用力決定，單質(zhì)Si屬于原子晶體，原子間作用力是共價鍵；SiCl₄屬于分子晶體，分子間作用力是范德華力，比共價鍵弱得多．因此不能都根據(jù)鍵能來判斷物質(zhì)的熔點高低；

（3）金剛石中每個碳原子和四個碳原子形成四個共價鍵，如果一個碳原子在正方體體心上，4個碳原子在相對的4個頂點上，所以為：，故答案為：；
（4）△H=360kJ/mol×4+436kJ/mol×2-176kJ/mol×2-431kJ/mol×4=+236 kJ/mol，故答案為：+236 kJ/mol．

點評 本題考查了熔點大小的判斷、反應熱的計算等知識點，注意反應熱中硅的鍵能，在硅晶體中每個硅原子和其它4個硅原子形成4個共價鍵，所以每個硅原子含有2個共價鍵，此點為易錯點．