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SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中存在S-F键。已知1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g

SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中存在S-F键。已知1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)+3F2(g)==SF6(g)的反应热ΔH为 [ ] A. -1780kJ·mol-1 B. -1220kJ·mol-1 C. -450 kJ·mol-1 D. +430kJ·mol-1

我们一步步来计算这个反应的热效应。


1. 写出热化学方程式

S(s)+3F2(g)SF6(g)S(s) + 3F_2(g) \rightarrow SF_6(g)

已知条件:

1 mol S(s) → 气态 S 原子吸收能量 280 kJ280\ \text{kJ}
(这其实就是 S 的原子化焓,即 ΔHatom(S)\Delta H_{\text{atom}}(S) = +280 kJ/mol+280\ \text{kJ/mol}

断裂 1 mol F—F 键吸收 160 kJ160\ \text{kJ}(意味着 F₂ 的键解离能 D(F—F) = 160 kJ/mol160\ \text{kJ/mol}

形成 1 mol S—F 键放出 330 kJ330\ \text{kJ} 的反向(即断裂 S—F 吸收 330 kJ330\ \text{kJ}


2. 利用键能法思路(从原子合成分子)

我们先明确路径(Born-Haber 型思路):

S(s)S(g)S(s) \rightarrow S(g)

ΔH1=+280 kJ\Delta H_1 = +280\ \text{kJ}

3F2(g)6F(g)3F_2(g) \rightarrow 6F(g)
每 mol F₂ 断键需 +160 kJ+160\ \text{kJ},3 mol F₂:

ΔH2=3×(+160)=+480 kJ\Delta H_2 = 3 \times (+160) = +480\ \text{kJ}

此时我们有 S(g)+6F(g)S(g) + 6F(g)

③ 从 S(g)+6F(g)S(g) + 6F(g) 生成 SF6(g)SF_6(g) 会形成 6 个 S—F 键,每个 S—F 键形成时放出能量为 330 kJ-330\ \text{kJ}(因为断裂时吸收 +330,所以形成时 -330)。

ΔH3=6×(330)=1980 kJ\Delta H_3 = 6 \times (-330) = -1980\ \text{kJ}

3. 总反应焓变

ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3\Delta H = \Delta H_1 + \Delta H_2 + \Delta H_3ΔH=280+480+(1980)\Delta H = 280 + 480 + (-1980)ΔH=7601980=1220 kJ/mol\Delta H = 760 - 1980 = -1220\ \text{kJ/mol}

4. 核对选项

ΔH=1220 kJmol1\Delta H = -1220\ \text{kJ} \cdot \text{mol}^{-1}

对应 B 选项。


最终答案:

B\boxed{B}

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