本文拟介绍气态醋酸分子中OH共价键键能的热力学估算方法，供参考.   

        计算相关的主要化学键的键能数据参见如下表1.

        表1. 25℃标态下相关主要化学键的键能数据

中文名称	化学式	分子量(/g·mol-1)	化学键	键能(/kJ·mol-1)
甲烷	CH4(g)	16	C-H	415.87
乙烷-丁烷	C2H6-C4H10(g)	30-58	C-C	334.77
甲醚	CH3-O-CH3(g)	46	C-O	339.707
乙醚	C2H5-O-C2H5(g)	74	C-O	359.875
甲醛	HCHO(g)	30	C=O	678.688
乙醛	CH3CHO(g)	44	C=O	722.4
丙酮		58	C=O	759.554
甲醇	CH3OH(g)	32	O-H	451.539
乙醇	C2H5OH(g)	46	O-H	471.507

 1. 热力学计算  

    [例]. 利用表1数据计算25℃标态下如下反应的标准摩尔焓变(Δ_rH^θ_m)数据.

        CH₃COOH(g)→2C(g)+4H(g)+2O(g)      （1）

途径一：

      Δ_rH^θ_m,1=2Δ_fH^θ_m(C,g)+4Δ_fH^θ_m(H,g)+2Δ_fH^θ_m(O,g)-Δ_fH^θ_m(CH₃COOH,g)                    （2）

      式（2）中Δ_rH^θ_m,1代表式（1）的标准摩尔焓变.

      由热力学数据表^[1]获取的各物质标准摩尔生成焓数据及Δ_fH^θ_m(CH₃COOH,g)=-432.2kJ·mol^-1，代入式（2）可

得：

      Δ_rH^θ_m,1=2×716.68kJ·mol^-1+4×217.999kJ·mol^-1+2×249.18kJ·mol^-1-(-432.2kJ·mol^-1)

                   =3235.916kJ·mol^-1                       （3）

途径二：

      Δ_rH^θ_m,1=3E^θ(C-H)+E^θ(C-C)+E^θ(C-O)+E^θ(O-H)+E^θ(C=O)     （4）

      由于CH₃COOH分子量介于甲醚与乙醚之间，CH₃COOH分子中E^θ(C-O)取甲醚与乙醚分子中E^θ(C-O)值的

平均值. 

      即：乙酸分子中E^θ(C-O)=（339.707kJ·mol^-1+359.875kJ·mol^-1）/2=349.791kJ·mol^-1       （5）

      同样由于分子量原因，式（4）中E^θ(C=O)值取丙酮分子的759.554kJ·mol^-1.

      将E^θ(C-O)、E^θ(C=O)及表1中相关数据代入式（4）可得：

    Δ_rH^θ_m,1=3×415.87kJ·mol^-1+334.77kJ·mol^-1+349.791kJ·mol^-1+E^θ(O-H)+759.554 kJ·mol^-1     （6）

      将式（3）结果代入式（6），并整理可得：E^θ(O-H)=544.191kJ·mol^-1

      即：CH₃COOH分子E^θ(O-H)=544.191kJ·mol^-1

  2. 结论

       CH₃COOH分子E^θ(O-H)=544.191kJ·mol^-1，结合表1数据可知：不同分子中，相同化学键的键能数据不相同；对于类型相同分子中同一化学键，通常分子量越大，键能越高.

参考文献

[1]余高奇. 25℃标态下常见气态原子的标准摩尔生成焓数据表. 科学网博客,http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666. 2023,4.