Question

【題目】斷開1 mol AB(g)分子中的化學鍵使其分別生成氣態A原子和氣態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鍵的鍵能E：

化學鍵	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：

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

若圖示中表示反應 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制氯氣。反應的化學方程式為___________________________________。若忽略溫度和壓強對反應熱的影響，根據上題中的有關數據，計算當反應中有1 mol電子轉移時，反應的能量變化為______________。

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

（2）b為1mol水中含有的化學鍵的鍵能，即為2倍的O－H的鍵能，根據焓變△H=反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和可計算出x數值；

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

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

（2）b為1mol水中含有的化學鍵的鍵能，即為2倍的O－H的鍵能，因此b=2×463kJ/mol=926kJ/mol，根據焓變△H=反應物的鍵能總和-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制氯氣，生成氯氣和水，反應的化學方程式為O2＋4HCl2Cl2＋2H2O；該反應的反應熱△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1mol氧氣完全反應時轉移為4mol，放出125.6kJ熱量，因此當1mol電子轉移時放出的熱量為125.6kJ×1/4=31.4kJ。