本文拟采用热力学方法估算气态烷烃分子中C-H、C-C键能，C₂H₄分子中C=C键能及C₂H₂分子中C≡C键

能. 近似规定气态烷烃、乙烯及乙炔分子中C-H、C-C键能分别相等.

       25℃标态下，有关物质的标准摩尔生成焓（Δ_fH^θ_m）数据参见如下表1.

表1. 25℃标态下，有关物质的标准摩尔生成焓（Δ_fH^θ_m）数据 ^[1]  

 1. 气态烷烃C_nH_2n+2分子中C-H及C-C键能估算

    假设气态烷烃C_nH_2n+2分子中C-H及C-C键能分别相等, 则：

    C_nH_2n+2（g)→nC(g)+(2n+2)H(g)          （1）

    Δ_rH^θ_m,1=nΔ_fH^θ_m(C,g)+(2n+2)Δ_fH^θ_m(H,g)-Δ_fH^θ_m(C_nH_2n+2,g)=(n-1)E_C-C+(2n+2)E_C-H         （2）

    依题，n取值分别为1，2，3，4.

     计算结果参见如下表2.

          表2. 25℃标态下，不同气态烷烃E_C-H及E_C-C数据

2. C₂H₄分子中C=C键能的估算

         C₂H₄(g)→2C(g)+4H(g)       （3）

          Δ_rH^θ_m,3=2Δ_fH^θ_m(C,g)+4Δ_fH^θ_m(H,g)-Δ_fH^θ_m(C₂H₄,g)=E_C=C+4E_C-H         （4）

          将有关数据代入式（4）可得：

           Δ_rH^θ_m,3=2×716.68kJ·mol^-1+4×217.999kJ·mol^-1-52.26kJ·mol^-1=2253.10kJ·mol^-1

          E_C=C= Δ_rH^θ_m,3-4E_C-H=2253.10kJ·mol^-1-4×415.87kJ·mol^-1=589.62kJ·mol^-1

3. C₂H₂分子中C≡C键能的估算

          C₂H₂(g)→2C(g)+2H(g)       （5）

          Δ_rH^θ_m,5=2Δ_fH^θ_m(C,g)+2Δ_fH^θ_m(H,g)-Δ_fH^θ_m(C₂H2,g)=E_C≡C+2E_C-H         （6）

          将有关数据代入式（6）可得：

           Δ_rH^θ_m,3=2×716.68kJ·mol^-1+2×217.999kJ·mol^-1-226.73kJ·mol^-1=1642.63kJ·mol^-1

          E_C≡C= Δ_rH^θ_m,3-2E_C-H=1642.63kJ·mol^-1-2×415.87kJ·mol^-1=810.89kJ·mol^-1

 4. 结论

    ⑴气态烷烃的E_C-H=415.87kJ·mol^-1，E_C-C=334.77kJ·mol^-1；

    ⑵乙烯分子中E_C=C=589.62kJ·mol^-1；

    ⑶乙炔分子中E_C≡C=810.89kJ·mol^-1.

   参考文献

[1]Lide D R. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 89th ed, Chemical Co, 2008,17:2688