Question

 (12分)通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(ΔH)，化學反應的ΔH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。

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

請回答下列問題：

(1)比較下列兩組物質的熔點高低(填“>”或“<”)SiC   Si；SiCl₄    SiO₂

(2)如圖立方體中心的“●”表示硅晶體中的一個原子，請在立方體的頂點用“●”表示出與之緊鄰的硅原子。

(3)工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取：SiCl₄(g)+2H₂(g)Si(s)+4HCl(g)

該反應的反應熱ΔH　=　         　　kJ·mol^–1。

 

Answer 1

【答案】

（12分）⑴  ＞（3分）　　　＜（3分）

⑵   （3分）  ⑶  +236 kJ/mol（3分）

【解析】（1）SiC和Si形成的晶體都是原子晶體，但由于碳原子半徑小于硅原子半徑的，所以碳化硅中共價鍵強于單質硅中的共價鍵，所以碳化硅的熔點高于硅的熔點；SiCl₄形成晶體是分子晶體，而二氧化硅形成的晶體是原子晶體，所以SiCl₄的熔點低于二氧化硅的熔點。

（2）晶體硅的結構和金剛石是相似的，即形成的是正四面體形結構，所以結構圖可以表示為

（3）反應熱就是斷鍵吸收的能量和形成化學鍵所放出的能量的差值，所以根據方程式可知，該反應的反應熱是△H＝4×360kJ/mol＋2×436kJ/mol－2×176kJ/mol－4×431kJ/mol＝＋236 kJ/mol。