Dựa vào các giá trị năng lượng liên kết, hãy dự đoán ở nhiệt độ thường thì đơn chất nitrogen hay chlorine dễ phản ứng với hydrogen hơn. Cho biết năng lượng liên kết Cl − Cl trong phân tử chlorine là 243 kJ.mol-1.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
- Giá trị năng lượng liên kết của:
+ F – F trong phân tử F2: 159 kJ mol-1
+ N = N trong phân tử N2: 418 kJ mol-1
⟹ Năng lượng liên kết của F – F < N = N.
⟹ Liên kết của N2 bền hơn F2.
- Vậy phản ứng giữa F2 với H2 thuận lợi hơn (dễ xảy ra hơn) so với phản ứng giữa N2 với H2.
Liên kết | C – C | C – H | C – Cl |
Hiệu độ âm điện | 0 | 0,35 | 0,96 |
Nhận xét: độ phân cực của liên kết tăng dần theo thứ tự: C – C, C – H, C – Cl.
Liên kết đơn C – C có gồm 1 liên kết σ có năng lượng là 368 kJ mol-1.
Liên kết đôi C = C gồm 1 liên kết σ và liên kết π có năng lượng là 636 kJ mol-1.
=> Năng lượng của liên kết π là: 636 – 368 = 268 (kJ mol-1)
Vì năng lượng của liên kết σ (368 kJ mol-1) lớn hơn năng của liên kết π (268 kJ mol-1) nên khi phân tử tham gia phản ứng, liên kết π dễ bị bẻ gãy hơn.
a)
- Phân tử H2S:
+ Năng lượng liên kết của S – H là: 368 kJ mol-1.
+ Vì có 2 liên kết S – H
⟹ Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H2S là: 368.2 = 736 (kJ mol-1)
- Phân tử H2O:
+ Năng lượng liên kết của O – H là: 464 kJ mol-1.
+ Vì có 2 liên kết O – H
⟹ Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H2O là: 464.2 = 928 (kJ mol-1)
b)
- Ta thấy năng lượng liên kết của H2S là 38 kJ mol-1 ; của H2O là 928 kJ mol-1.
⟹ Năng lượng liên kết của H2S < H2O.
⟹ Liên kết của H2O bền hơn H2S.
⟹ Nhiệt độ phân hủy của H2O > H2S.
Nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.
Từ đây em tự vẽ khi mỗi nguyên tử góp 1e dùng chung
a)
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H4
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g)+ 2H2O (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (C2H4) + 3 x Eb (O2) - 2 x Eb (CO2) - 2 x Eb (H2O)
∆fH0298 = 1 x EC=C + 4 x EC-H + 3 x EO2 – 2 x 2EC=O – 2 x 2EO-H
∆fH0298 = 1x611 + 4x414 + 3x498 – 2x2x799 – 2x2x464 = -1291kJ
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol C2H6
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) → 2CO2 (g)+ 3H2O (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (C2H6) + 7/2 x Eb (O2) - 2 x Eb (CO2) - 3 x Eb (H2O)
∆fH0298 = 1 x EC-C + 6 x EC-H + 7/2 x EO2 – 2 x 2EC=O – 3 x 2EO-H
∆fH0298 = 1x347 + 6x414 + 7/2 x498 – 2x2x799 – 3x2x464 = -1406kJ
- Xét phản ứng đốt cháy 1 mol CO
CO(g) + ½ O2 (g) → CO2(g)
∆fH0298 = 1 x Eb (CO) + 1/2 x Eb (O2) - 1 x Eb (CO2)
∆fH0298 = 1 x ECO + 1/2 x EO2 – 1 x 2EC=O
∆fH0298 = 1 x 1072 + 1/2 x 498– 1x2x799 = -277kJ
b)
F2(g) + H2O(g) → 2HF(g) + ½ O2 (g)
∆fH0298 = 1 x Eb (F2) + 1 x Eb (H2O) - 2 x Eb (HF) – 1/2 x Eb (O2)
∆fH0298 = 1 x EF-F + 1x2EO-H - 2 x EH-F - 1/2 x EO2
∆fH0298 = 1 x 159 + 2x464– 2x565 - 1/2 x 498= -292kJ
Các phản ứng trên đều có giá trị elthanpy âm => Các phản ứng trên đều thuận lợi
`Cl_2`
Mỗi nguyên tử `Cl` có `7e` ở lớp ngoài cùng. Để có cấu trúc electron bền vững giống khí hiếm `Ar`, `2` nguyên tử `Cl` đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử `Cl` góp chung `1e` ở lớp ngoài cùng tạo thành `1` cặp electron dùng chung.
`N_2`
Mỗi nguyên tử `N` có `5e` ở lớp ngoài cùng. Để có cấu trúc electron bền vững giống khí hiếm `Ne`,`2` nguyên tử `N` đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử `N` góp chung `3e` ở lớp ngoài cùng tạo thành `3` cặp electron dùng chung.
Ta có hai sơ đồ ứng với quá trình:
\(Cl_2->2Cl->Cl^+,Cl\\ Cl_2->Cl_2^+->Cl^+,Cl\)
Theo nguyên lý I của nhiệt động học:
\(E_{b\left(Cl_2\right)}+IE_{Cl}=IE_{Cl_2}+E_{b\left(Cl_2^+\right)}\\ E_{b\left(Cl_2^+\right)}=243+1250-1085=408kJ\cdot mol^{-1}\\ E_{b\left(Cl_2^+\right)}>E_{b\left(Cl_2\right)}\)
Vì \(Cl_2^+\) có ít hơn một e phản liên kết so với Cl2, bậc liên kết cao hơn (1.5), do đó tiểu phân \(Cl_2\) có liên kết dài hơn.
- Tại nhiệt độ thường thì chlorine dễ phản ứng với hydrogen hơn.
- Vì liên kết ba giữa hai nguyên tử N trong phân tử nitrogen có năng lượng liên kết rất lớn (946 kJ mol-1) nên rất khó bị phá vỡ.