Tính ∆r Ho298 cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết CH4(g) + X2(g) → CH3X(g) + HX(g)

Bài 2 trang 87 Hóa học 10: Tính ∆_r $H_{298}^o$ cho phản ứng sau dựa theo năng lượng liên kết.

CH₄(g) + X₂(g) → CH₃X(g) + HX(g) Với X = F, Cl, Br, I.

Liên hệ giữa mức độ phản ứng (dựa theo ∆_f $H_{298}^o$) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết ở Phụ lục 2, trang 119.

Trả lời

CH₄(g) + F₂(g) → CH₃F(g) + HF(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(F₂) – E_b(CH₃F) – E_b(HF)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_F-F – (3E_C-H + E_C-F) – E_H-F

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 159 – (3.414 + 485) – 565 = -477 kJ

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(Cl₂) – E_b(CH₃Cl) – E_b(HCl)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_Cl-Cl – (3E_C-H + E_C-Cl) – E_H-Cl

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 243 – (3.414 + 339) – 431 = -113 kJ

CH₄(g) + Br₂(g) → CH₃Br(g) + HBr(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(Br₂) – E_b(CH₃Br) – E_b(HBr)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_Br-Br – (3E_C-H + E_C-Br) – E_H-Br

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 193 – (3.414 + 276) – 364 = -33 kJ

CH₄(g) + I₂(g) → CH₃I(g) + HI(g)

∆_r $H_{298}^o$ = E_b(CH₄) + E_b(I₂) – E_b(CH₃I) – E_b(HI)

∆_r $H_{298}^o$ = 4E_C-H + E_I-I – (3E_C-H + E_C-I) – E_H-I

∆_r $H_{298}^o$ = 4.414 + 151 – (3.414 + 240) – 297 = 28 kJ

Theo chiều giảm dần tính phi kim (F > Cl > Br > I) thì ∆_f $H_{298}^o$ của mỗi phản ứng tăng dần

⇒ Tính phi kim càng mạnh, phản ứng diễn ra càng thuận lợi.

Xem thêm lời giải bài tập SGK Hóa học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Bài 16: Tốc độ phản ứng hóa học

Bài 17: Nguyên tố và đơn chất halogen

Bài 18: Hydrogen halide và hydrohalic acid