Question

本題由兩部分組成
Ⅰ通常人們把拆開1mol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（△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．?

化學鍵	Si-O	Si-Cl	H-H	H-Cl	Si-Si	Si-C	O=O
鍵能/kJ?mol-1	460	360	436	431	176	347	498

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）工業上用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△H=______
kJ?mol^-1．
（3）請把如圖表示固體Si在O₂中完全燃燒生成SiO₂固體的能量變化圖補充完整．
Ⅱ某實驗小組設計下列實驗
A  分別配制250mL 1.0mol/L鹽酸跟和250mL 1.1mol/L氫氧化鈉溶液．
B  每次分別取用上述配制的鹽酸50mL跟和氫氧化鈉50mL進行中和反應，并通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱．試回答下列問題：?
（1）為進行A步實驗時，有實驗儀器托盤天平、藥匙、小燒杯、玻璃棒、量筒、
250mL容量瓶（2個），還缺少的儀器有______ 進行B步實驗時，有實驗儀器大燒杯、小燒杯、量筒（2個）、小燒杯、塑料板、廢紙條若干還缺少的實驗儀器有______．
（2）在實驗過程中，如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液的溫度，則測得的△H______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）；
（3）該實驗小組做了三次實驗，每次取溶液各50mL，并記錄如下原始數據．?

實驗序號	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃	溫差（t2-t1） /℃
	鹽酸	NaOH溶液	平均值
1	25.1	24.9	25.0	31.6	6.6
2	25.1	25.1	31.8	31.8	6.7
3	25.1	25.1	25.1	31.9	6.8

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00g/cm³，中和后混合液的比熱容C=4.18×10^-3kJ/，則該反應的熱化學反應方程式為______．?

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ（1）由提供的鍵能數據可以看出，鍵能大小關系為：Si-O＞Si-C＞Si-Si；
（2）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；
（3）固體Si在O₂中完全燃燒生成SiO₂固體是放熱反應；
Ⅱ（1）根據配制溶液和中和熱需要的儀器解答；
（2）中和反應是放熱反應；
（3）在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1 mol水時的反應熱叫做中和熱，根據△H=-Cm（t₂-t₁）解題；
解答：解：Ⅰ（1）由提供的鍵能數據可以看出，鍵能大小關系為：Si-O＞Si-C＞Si-Si，而SiCl₄為分子晶體，鍵能大小與熔沸點無關，所以，熔沸點高低是：SiC＞Si；SiCl₄＞SiO₂，故答案為：＞；＜；
（2）計算方法的依據是“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”，值得注意的是：盡管在化學方程式中硅單質用Si表示，但其分攤到的化學鍵是兩個Si-Si鍵．所以，△H=4×360 kJ?mol^-1+2×436kJ?mol^-1-2×176 kJ?mol^-1-4×431kJ?mol^-1=236kJ?mol^-1，故答案為：+236；
（3）固體Si在O₂中完全燃燒生成SiO₂固體是放熱反應，△H=2×176kJ?mol^-1+498kJ?mol^-1-4×460kJ?mol^-1=-990kJ?mol^-1，故答案為：；
Ⅱ?（1）操作步驟有計算、量取、稀釋、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，用量筒量取濃鹽酸（或用托盤天平稱取氫氧化鈉），在燒杯中稀釋，用玻璃棒攪拌，冷卻至室溫后轉移到250mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌2-3次，將洗滌液轉移到容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加至溶液凹液面與刻度線水平相切，蓋好瓶塞顛倒搖勻．所以需要的儀器為：玻璃棒、燒杯、膠頭滴管、量筒、盤天平、250mL容量瓶；中和熱需要儀器：大燒杯（500 mL）、小燒杯（100 mL）、溫度計、量筒（50 mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環形玻璃攪拌棒，故答案為：膠頭滴管；環形玻璃攪拌棒和溫度計；
（2）中和反應是放熱反應，溫度計上的酸與NaOH溶液反應放熱，使溫度計讀數升高，使測得的中和熱偏高，
故答案為：偏大；
（3）溫差（t₂-t₁）應取三次實驗的平均值6.7℃來計算．△H=-Cm（t₂-t₁）=-4.18×10^-3kJ/（g?℃）×100g×6.7℃
=2.8006kJ，反應取1.0mol/L鹽酸跟和250mL 1.1mol/L氫氧化鈉溶液各50mL進行中和反應，生成的水是0.05mol，故若生成1mol，△H==-56.01 kJ/mol，
故答案為：HCl（aq）+NaOH（aq）=H₂O（l）+NaCl（aq）；△H=-56.01 kJ/mol；
點評：本題考查化學反應中能量轉化的原因，中和熱的測定，難度較大，在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1mol水時的反應熱叫做中和熱．