Question

【题目】（1）据报道，我国在南海进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：

水蒸气重整：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

则反应①自发进行的条件是___（填“低温”或“高温”），ΔH3＝__kJ·mol－1。

（2）根据部分键能数据，以及热化学方程式CH4(g)＋4F2(g)=CF4(g)＋4HF(g) ΔH=－1940kJ·mol-1，计算H—F键的键能为__kJ·mol-1。

化学键	C—H	C—F	H—F	F—F
键能/(kJ·mol－1)	414	489	？	155

（3）0.1mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和CO气体，放出热量4.28kJ，写出该反应的热化学方程式___。

Answer 1

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

【解析】

（1）反应的自发性根据ΔG=ΔH-TΔS<0进行判断，利用个盖斯定律书写正确的热化学方程式；

（2）利用ΔH =反应物的总键能-生成物的总键能进行计算；

（3）0.1mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和CO气体，放出热量4.28kJ，那么2mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和CO气体，放出热量85.6kJ，据此写出热化学方程式。

（1）由反应①可知ΔH>0，ΔS>0，若反应能自发进行，那么ΔG=ΔH-TΔS<0，只需让反应在高温下发生即可；由反应①-②可得CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH3=+247.1 kJ·mol-1；

（2）ΔH =反应物的总键能-生成物的总键能=(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的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和CO气体，放出热量4.28kJ，那么2mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和CO气体，放出热量85.6kJ，热化学方程式为2Cl2(g)+2C(s)+TiO2(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH =－85.6kJ·mol-1。