Question

【題目】斷開1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E：

化學(xué)鍵	H—H	Cl—Cl	O===O	C—Cl	C—H	O—H	H—Cl
E/kJ·mol－1	436	247	x	330	413	463	431

請回答下列問題：

如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系，則此反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，其中ΔH＝______________(用含有a、b的關(guān)系式表示)。

若圖示中表示反應(yīng) H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，則b＝________kJ·mol－1，x＝__________。

(3)歷史上曾用“地康法”制氯氣，這一方法是用CuCl2作催化劑，在450 ℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________。若忽略溫度和壓強(qiáng)對反應(yīng)熱的影響，根據(jù)上題中的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，反應(yīng)的能量變化為______________。

Answer 1

【答案】放熱 (a－b)kJ·mol－1 926 496.4 O2＋4HCl2Cl2＋2H2O 放出熱量31.4 kJ

【解析】

（1）由圖可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應(yīng)，焓變等于斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量減去形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量；

（2）b為1mol水中含有的化學(xué)鍵的鍵能，即為2倍的O－H的鍵能，根據(jù)焓變△H=反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和可計(jì)算出x數(shù)值；

（3）用CuCl2作催化劑，在450℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣，生成氯氣和水；先根據(jù)△H=反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和求出反應(yīng)的△H，然后根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)與焓變的對應(yīng)比例關(guān)系確定熱量變化。

（1）由圖可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，屬于放熱反應(yīng)，焓變等于斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量減去形成生成物中化學(xué)鍵釋放的能量，因此△H=（a－b）kJmol-1；

（2）b為1mol水中含有的化學(xué)鍵的鍵能，即為2倍的O－H的鍵能，因此b=2×463kJ/mol=926kJ/mol，根據(jù)焓變△H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和可得：436+x/2-463×2=-241.8，解得x=496.4；

（3）用CuCl2作催化劑，在450℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣，生成氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為O2＋4HCl2Cl2＋2H2O；該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=E（O=O）+4E（H-Cl）-2E（Cl-Cl）-4E（O-H）=（496.4+4×431-2×247-4×463）kJmol-1=－125.6 kJmol-1，當(dāng)1mol氧氣完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移為4mol，放出125.6kJ熱量，因此當(dāng)1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)放出的熱量為125.6kJ×1/4=31.4kJ。