Question

【題目】（1）據報道，我國在南海進行的可燃冰(甲烷的水合物)試采獲得成功。甲烷是一種重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外還有以下兩種：

水蒸氣重整：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋205.9kJ·mol－1 ①

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.2kJ·mol－1 ②

二氧化碳重整：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH3 ③

則反應①自發進行的條件是___（填“低溫”或“高溫”），ΔH3＝__kJ·mol－1。

（2）根據部分鍵能數據，以及熱化學方程式CH4(g)＋4F2(g)=CF4(g)＋4HF(g) ΔH=－1940kJ·mol-1，計算H—F鍵的鍵能為__kJ·mol-1。

化學鍵	C—H	C—F	H—F	F—F
鍵能/(kJ·mol－1)	414	489	？	155

（3）0.1mol的氯氣和焦炭、TiO2固體完全反應，生成TiCl4液體和CO氣體，放出熱量4.28kJ，寫出該反應的熱化學方程式___。

Answer 1

【答案】高溫 ＋247.1 565 2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH =－85.6kJ·mol-1

【解析】

（1）反應的自發性根據ΔG=ΔH-TΔS<0進行判斷，利用個蓋斯定律書寫正確的熱化學方程式；

（2）利用ΔH =反應物的總鍵能-生成物的總鍵能進行計算；

（3）0.1mol的氯氣和焦炭、TiO2固體完全反應，生成TiCl4液體和CO氣體，放出熱量4.28kJ，那么2mol的氯氣和焦炭、TiO2固體完全反應，生成TiCl4液體和CO氣體，放出熱量85.6kJ，據此寫出熱化學方程式。

（1）由反應①可知ΔH>0，ΔS>0，若反應能自發進行，那么ΔG=ΔH-TΔS<0，只需讓反應在高溫下發生即可；由反應①-②可得CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH3=+247.1 kJ·mol-1；

（2）ΔH =反應物的總鍵能-生成物的總鍵能=(4×414 kJ·mol-1)+ (4×155 kJ·mol-1)- (4×489 kJ·mol-1)- (4×E(H-F))=-1940 kJ·mol-1，解得E(H-F)=565 kJ·mol-1；

（3）0.1mol的氯氣和焦炭、TiO2固體完全反應，生成TiCl4液體和CO氣體，放出熱量4.28kJ，那么2mol的氯氣和焦炭、TiO2固體完全反應，生成TiCl4液體和CO氣體，放出熱量85.6kJ，熱化學方程式為2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH =－85.6kJ·mol-1。