Question

断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：

化学键	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

请回答下列问题：

如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝______________(用含有a、b的关系式表示)。

若图示中表示反应 H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(g)  ΔH＝－241.8 kJ·mol^－1，则b＝________kJ·mol^－1，x＝__________。

(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl₂作催化剂，在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为___________________________________。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为______________。

Answer

放热 (a－b)kJ·mol－1 926 496.4 O2＋4HCl2Cl2＋2H2O 放出热量31.4 kJ

【解析】

（1）由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，焓变等于断开反应物中化学键吸收的能量减去形成生成物中化学键释放的能量；

（2）b为1mol水中含有的化学键的键能，即为2倍的O－H的键能，根据焓变△H=反应物的键能总和－生成物的键能总和可计算出x数值；

（3）用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，生成氯气和水；先根据△H=反应物的键能总和－生成物的键能总和求出反应的△H，然后根据转移电子数与焓变的对应比例关系确定热量变化。

（1）由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，焓变等于断开反应物中化学键吸收的能量减去形成生成物中化学键释放的能量，因此△H=（a－b）kJ•mol-1；

（2）b为1mol水中含有的化学键的键能，即为2倍的O－H的键能，因此b=2×463kJ/mol=926kJ/mol，根据焓变△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和可得：436+x/2-463×2=-241.8，解得x=496.4；

（3）用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，生成氯气和水，反应的化学方程式为O2＋4HCl2Cl2＋2H2O；该反应的反应热△H=E（O=O）+4E（H-Cl）-2E（Cl-Cl）-4E（O-H）=（496.4+4×431-2×247-4×463）kJ•mol-1=－125.6 kJ•mol-1，当1mol氧气完全反应时转移为4mol，放出125.6kJ热量，因此当1mol电子转移时放出的热量为125.6kJ×1/4=31.4kJ。