1/2N2 + 3/2X2 → NX3 △fHθ
↓1/2E(N-N) ↓3/2E(X-X) ↑-3E(N-X)
N + 3X ━━━━━━━┛
则 NX3 的生成热 △fHθ 可由键能按下式计算:
△fHθ = 1/2E(N-N) + 3/2E(X-X) - 3E(N-X)
将已知数据代入上式,可得出:
△fHθ(NF3) = - 112.5 kJ·K-1
△fHθ(NCl3) = 232.5 kJ·K-1
由标准生成热△fHθ(NF3)数据可见,生成 NF3 时放热,NF3 的内能较低,所以较稳定;生成 NCl3 时吸热, NCl3 内能比 N2、Cl2 单独存在时高得多,所以 NCl3 极不稳定,易爆炸。
不就是用键能估算反应热嘛。
考虑反应 N2 + 3F2 = 2NF3
反应断开 1个 N≡N 和 3个 F-F,生成 6个 N-F,总能量变化=942+3*155-6*272=-225kJ/mol,也就是说生成 1mol NF3 可放热 -112kJ(或者说,NF3 标准摩尔生成热 -112kJ/mol),这是比较明显的放热反应,因此 NF3 比较稳定。
对于 NCl3,同样计算可知 NCl3 标准摩尔生成热 +232kJ/mol,是个较大的正值,因此 NCl3 非常不稳定。
化学反应需要破坏键能,换言之 键能越大 反应越困难 键能越小 反应容易!