Question

Tính ${\Delta _r},H_{298}^0$ 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 ${\Delta _r},H_{298}^0$) với tính phi kim (F > Cl > Br > I). Tra các giá trị năng lượng liên kết của Phụ lục 2, trang 118.

Answer 1

- Xét X là F:

CH₄(g) + F₂(g) → CH₃F(g) + HF(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (F₂) - 1 x E_b (HF) -  x E_b (CH₃F)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_F-F  - 1 x E_H-F -  1 x (3E_C-H + E_C-F)

∆rH⁰₂₉₈ = 1x4 x414 + 1x159– 1x565 -  1x(3x414 + 1x485)= -477kJ

- Xét X là Cl:

CH₄(g) + Cl₂(g) → CH₃Cl(g) + HCl(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (Cl₂) - 1 x E_b (HCl) -  x E_b (CH₃Cl)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_Cl-Cl  - 1 x E_H-Cl -  1 x (3E_C-H + E_C-Cl)

∆rH⁰₂₉₈ = 1x4 x414 + 1x243– 1x431 -  1 x(3x414 + 1x339)= -113kJ

- Xét X là Br:

CH₄(g) + Br₂(g) → CH₃Br(g) + HBr(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (Br₂) - 1 x E_b (HBr) -  x E_b (CH₃Br)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_Br-Br  - 1 x E_H-Br -  1 x (3E_C-H + E_C-Br)

∆rH⁰₂₉₈ = 1x4 x414 + 1x193– 1x364 -  1 x(3x414 + 1x276)= -33kJ

- Xét X là I:

CH₄(g) + I₂(g) → CH₃I(g) + HI(g)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x E_b (CH₄) + 1 x E_b (I₂) - 1 x E_b (HI) -  x E_b (CH₃I)

∆rH⁰₂₉₈ = 1 x 4E_C-H + 1 x E_I-I  - 1 x E_H-I -  1 x (3E_C-H + E_C-I)

∆rH⁰₂₉₈ = 1x4 x414 + 1x151– 1x297 -  1 x(3x414 + 1x240)= 28kJ

=> Từ F đến I, tính phi kim giảm dần nên khả năng tham gia phản ứng giảm dần