Question

15．科学上规定，1.01×10⁵Pa、25℃时，拆开1mol气态AB分子，使之变为1mol气态A原子和气态B原子，所需要吸收的能量，叫A-B键的“键能”．根据物质的结构与化学键的键能值，可以粗略判断化学反应过程的热效应，下面是一些常见化学键的键能值．

化学键	H-Cl	Cl-Cl	H-H	C-H	C-Cl
键能/（kJ•mol-1）	431.4	242.1	435.9	413.0	338.9

（1）根据上表的数据，计算由Cl₂（g）和H₂（g）化合生成1molHCl（g）时所释放的能量．
（2）判断甲烷的氯代反应Cl₂（g）+CH₄（g）═CH₃Cl（g）+HCl（g），是吸热反应还是放热反应？

Answer 1

分析 化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，据此结合Cl₂+H₂=2HCl，Cl₂（g）+CH₄（g）═CH₃Cl（g）+HCl（g）以及表中键能值解答，△H＞0吸热，反之放热．

解答 解：（1）Cl₂+H₂=2HCl，△H=反应物的键能和-生成物的键能和=242.1 KJ/mmol+435.9KJ/mol-2×431.4KJ/mol=-184.8KJ/mol，△H＜0反应放热，生成1molHCl时放热184.8×$\frac{1}{2}$KJ=92.4KJ，
答：由Cl₂（g）和H₂（g）化合生成1molHCl（g）时所释放的能量为92.4KJ；
（2）1molCH₄中含有4molC-H键，反应CH₄（g）+Cl₂（g）=CH₃Cl（g）+HCl（g）；△H=-106kJ/mol，反应焓变△H=4×[C-H]+[Cl-Cl]-[（C-Cl）+3×（C-H）+（H-Cl）]=4×[413.0]+[242.1]-[（338.9 ）+3×（413.0 ）+（431.4）]KJ/mol=-115.2KJ/mol，△H＜0该反应放热，
答：甲烷的氯代反应Cl₂（g）+CH₄（g）═CH₃Cl（g）+HCl（g），是放热反应．

点评 本题考查反应热与化学键的关系，要正确利用利用△H=反应物的键能和-生成物的键能和，注意△H与化学计量数的对应，题目难度不大．