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1.【2022 年6 月浙江卷】标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
H
HO
能量/
24
21
39
10
0
0
可根据
计算出
中氧氧单键的键能为
。下列说法不正确的是
A.
的键能为
B.
的键能大于
中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量:
D.
【答案】C
【解析】A.根据表格中的数据可知,
的键能为218×2=436
,A 正确;B.由表格中的数据可知
的键能为:249×2=498
,由题中信息可知
中氧氧单键的键能为
,则
的
键能大于
中氧氧单键的键能的两倍,B 正确;C.由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中
氧氧单键需要的能量为249+39-10=278
,
中氧氧单键的键能为
,C 错误;
专题28 反应热计算——键能
1
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D.由表中的数据可知
的
,D 正确;故选C。
2.(2021.1·浙江真题)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H- H
H-O
键能/(kJ·mol-1)
436
463
热化学方程式
2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH=
-482kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH 为
A.428 kJ·mol-1
B.-428 kJ·mol-1
C.498 kJ·mol-1
D.-498 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-
O);-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol,解得O-O 键的键能为498kJ/mol,2 个氧原子结合生
成氧气的过程需要释放能量,因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。
3.(2010·湖南高考真题)己知:
与
反应的
;
与
反应的
。则
在水溶液中电离的
等于
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】HCN(aq)、HCl(aq)分别与NaOH(aq)反应△H 的差值即为HCN 在溶液中电离的能量,HCN 属于弱
电解质,其电离过程要吸收,即△H>0,综合以上分析,可知△H =+43.5kJ·mol-1,答案为C。
4.(2016·海南高考真题)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)
+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1kg 该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热
△H 为
A.3.8×104kJ·mol-1
B.-3.8×104kJ·mol-1
C.3.4×104kJ·mol-1
D.-3.4×104kJ·mol-1
【答案】D
【解析】燃烧热指的是燃烧1mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg 油酸甘油酯释放出热量
2
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3.8×104kJ,1kg 该化合物的物质的量为
,则油酸甘油酯的燃烧热△H=-
≈-3.4×104kJ•mol-1,故选D。
5.(2019·海南高考真题)根据图中的能量关系,可求得
的键能为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据图示可知1molCH4分解变为1molC(g)原子和4molH(g)原子共吸收的能量是
(75+717+864)kJ=1656kJ 的能量,则C-H 键的键能为1656kJ÷4mol=414kJ/mol,故合理选项是A。
6.(2015·海南高考真题)已知丙烷的燃烧热△H=-2215kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g 水,
则放出的热量约为( )
A.55 kJ
B.220 kJ
C.550 kJ
D.1108 kJ
【答案】A
【解析】丙烷分子式是C3H8,燃烧热为△H=-2215kJ·mol-1,1mol 丙烷燃烧会产生4mol 水,放热2215kJ。
丙烷完全燃烧产生1.8g 水,生成H2O 的物质的量为0.1mol,消耗丙烷的物质的量为0.025mol,所以反
应放出的热量是Q=0.025mol×2215kJ/mol=55.375kJ,选A。
7.(2014·重庆高考真题)已知:
;
,
、
和
键的键能
分
别为436、496 和462,则a 为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】已知:①
3
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②
根据盖斯定律②-①×2 即得到O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ∆H=(-220-2a)kJ/mol,反应热等于断键吸收的能量
和形成化学键所放出的能量的差值,则-220-2a=496+2×436-2×2×462,解得a=130;答案选D。
8.(2008·海南高考真题)白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量
分别为:P—P akJ·mol—1、P—O bkJ·mol—1、P=O ckJ·mol—1、O=O dkJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
【答案】A
【解析】反应热等于断键吸收的总能量与形成化学键所放出的能量的差值,由图可以看出:P4中有6mol 的
P-P,5mol 的O2中含有5molO=O,1mol 的P4O10中含有4mol 的P=O,12mol 的P-O,所以根据方
程式可知反应热△H=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1。答案选A。
9.(2009·全国高考真题)已知:2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ· mol-1
CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ· mol-1
现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热
3695kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1
B.1∶3
C.1∶4
D.2∶3
【答案】B
【解析】H2与CH4的混合气体112L(标准状况),其物质的量为n(混)=112L÷22.4L/mol=5mol,设原混合
气体中H2与CH4的物质的量分别是x mol 和y mol,则有x+y=5,285.5x+890y=3695,解得x︰y=1
︰3,答案选B。
10.(2009·海南高考真题)已知: (1)Fe2O3(s)+
C(s)=
CO2(g)+2Fe(s),ΔH=+234.1kJ•mol-1
4
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则
的ΔH 是( )
A.-824.4 kJ•mol-1
B.-627.6kJ•mol-1
C.-744.7kJ•mol-1
D.-169.4kJ•mol-1
【答案】A
【解析】已知:(1)2Fe(s)+
CO2(g)=Fe2O3(s)+
C(s)△H=-234.1kJ•mol-1(2)C(s)
+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1,由盖斯定律(2)×
+(1),得:2Fe(s)+
O2(g)=Fe2O3(s)△H=(-393.5kJ•mol-1)×
+(-234.1kJ•mol-1)=-824.4kJ•mol-1,可知:2Fe(s)+
O2(g)=Fe2O3(s)△H=-824.4kJ•mol-1,故答案为A。
11.(2013·重庆高考真题)已知:P4(s)+6Cl2(g)=4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1
P4(s)+10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH= bkJ·mol-1
P4具有正四面体结构,PCl5中P-Cl 键的键能为ckJ·mol-1,PCl3中P-Cl 键的键能为1.2ckJ·mol-1
下列叙述正确的是( )
A.P-P 键的键能大于P-Cl 键的键能
B.可求Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热ΔH
C.Cl-Cl 键的键能
kJ·mol-1
D.P-P 键的键能为
kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A、不同物质中P-Cl 的键能不同,无法与P-P 的键能比较,错误;B、PCl5的状态为固态,与已知
反应状态不同,无法求算,错误;C、②式减去①式,消去了P4,可得4Cl2(g)+4PCl3(g)=4PCl5(g)
∆H=(b-a)kJ•mol‾1,把键能带入∆H 的表达式可得:4(Cl-Cl)+4×3×1.2kJ•mol‾1-4×5c kJ•mol‾1=(b-
a)kJ•mol‾1,得出E(Cl-Cl)=(b-a+5.6c)/4kJ•mol‾1,正确;D、①式×5 减去②式×3,消去了Cl2,可得2P4
(g)+12PCl5(g)=20PCl3(g) ∆H=(5a-3b)kJ•mol‾1, 把键能代入∆H 的表达式可得:2×6(P-P)+12×5c
5
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kJ•mol‾1-20×3×1.2c=(5a-3b)kJ•mol‾1,得出E(P-P)=(5a-3b+12c)/12 kJ•mol‾1,错误;答案选C。
12.(2013·福建高考真题)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、
CO。其过程如下:
mCeO2
(m-x)CeO2·xCe+xO2,(m-x)CeO2·xCe+xH2O+ xCO2
mCeO2+ xH2+ xCO
下列说法不正确的是
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中△H1=△H2+△H3
D.以CO 和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO3
2-+2H2O
【答案】C
【解析】A.通过太阳能实现总反应:H2O+CO2→H2+CO+O2,CeO2没有消耗,CeO2是光催化剂,A 正确;
B.该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO,所以把太阳能转变成化学能,B 正确;
C.由图可知,根据盖斯定律,应该是:-△H1=△H2+△H3,C 错误;D.CO 在负极失电子生成CO2,
在碱性条件下再与OH-生成CO3
2-,故负极反应式正确,D 正确;答案选C。
13.(2010·全国高考真题)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25°,101kPa):
①
②
③
④
由此判断,正丁烷的燃烧热是
A.-2878kJ/mol
B.-2658kJ/mol
C.-1746kJ/mol
D.-1526kJ/mol
6
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【答案】A
【解析】燃烧热指1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,反应物中C→CO2(气),
H→H2O(液),S→SO2(气)等。正丁烷的燃烧热是1mol 正丁烷完全燃烧生成CO2(气),H2O
(液)放出的热量,故热化学方程式(1)C4H10 (g)+O2(g)═4CO2(g)+5H2O(l)
△H=-2878kJ/mol,符合燃烧热的概念,所以正丁烷的燃烧热为-2878 kJ/mol。故选A。
14.(2007·重庆高考真题)已知1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O=O 键
完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1mol H-O 键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1mol H-H 键断
裂时吸收热量为
A.920 kJ
B.557 kJ
C.436 kJ
D.188 kJ
【答案】C
【解析】已知1 g 即0.5mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ ,则该反应的热化学反应方程式为:
H2(g)+
O2(g)===H2O(g)△H=-242 kJ/mol,焓变=反应物键能总和-生成物键能总和,设1mol H-H 键断
裂时吸收热量为xkJ,则有x kJ/mol+
×496kJ/mol-2×463 kJ/mol=-242 kJ/mol,解得x=436 kJ/mol,即
1mol H-H 键断裂时吸收热量为436kJ,故答案为 C。
15.【2022 年海南卷】某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:
回答问题:
(1)已知:电解液态水制备
,电解反应的
。由此计算
的燃烧热(焓)
_______
。
【答案】(1)-286
【解析】
(1)电解液态水制备
,电解反应的
,由此可以判断,2mol
完全燃烧消
7
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耗
,生成液态水的同时放出的热量为572kJ ,故1mol
完全燃烧生成液态水放出的热
量为286kJ,因此,
的燃烧热(焓)
-286
。
16.(2021·湖南真题)氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两
种方法由氨气得到氢气。
方法I:氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键
键能
946
436.0
390.8
一定温度下,利用催化剂将
分解为
和
。回答下列问题:
(1)反应
_______
;
【答案】
(1)+90.8
【解析】
(1) 根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,2NH3(g)
N2(g)+3H2(g),
H=390.8kJ mol-1
-
(946 kJ mol-1+436.0kJ mol-1
)= +90.8kJ mol-1,故答案为:+90.8;
17.(2021·广东真题)我国力争于2030 年前做到碳达峰,2060 年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2
利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)
C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)
CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律,反应a 的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
【答案】(1)∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4
【解析】根据盖斯定律计算未知反应的反应热;根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速率的
变化及转化率的变化;根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小;根据平衡时反应物的
分压计算平衡转化率;根据CO2的物理性质推测CO2的用途。
8
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(1)根据题目所给出的反应方程式关系可知,a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有∆H1=∆H2+∆H3-∆H5=∆H3-
∆H4;
18.(2020·浙江高考真题)研究
氧化
制
对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反
应有:
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
已知:
时,相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的
(
随温度变化可忽略)。例如:
。
请回答:
(1)①根据相关物质的相对能量计算
_____
。
【答案】(1)430
【解析】
(1)①由图1 的数据可知,C2H6(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的相对能量分别为-84kJ∙mol-1、-393 kJ∙mol-1、-
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110 kJ∙mol-1、0 kJ∙mol-1。由题中信息可知,∆H=生成物的相对能量-反应物的相对能量,因此,C2H6(g)
+2CO2(g)⇌4CO(g)+3H2(g) ∆H3=(-110 kJ∙mol-1)4-(-84kJ∙mol-1)-( -393 kJ∙mol-1)2=430 kJ∙mol-1。
19.(2015·全国高考真题)甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2
和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=__kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,则△H3=__kJ·mol-1。
【答案】(1)—99 +41
【解析】
(1)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据表中数据和反应的化学方程
式CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)可知反应热△H1=1076kJ/mol+2×436 kJ/mol—3×413 kJ/mol—
343 kJ/mol—465 kJ/mol=—99kJ.mol-1。根据盖斯定律可知②—①即可得到反应③,则△H3=—58
kJ/mol+99 kJ/mol=+41kJ.mol-1。
20.(2019·全国高考真题)环戊二烯(
)是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等
生产。回答下列问题:
(1)已知:
(g)=
(g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=
11.0 kJ·mol
﹣
−1 ②
对于反应:
(g)+ I2(g)=
(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
【答案】(1)89.3
【解析】
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(1)根据盖斯定律①-②,可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol;答案:89.3;
21.(2020·浙江高考真题)100 mL 0.200 mol⋅L
−1CuSO4
溶液与1.95g锌粉在量热计中充分反应。测得
反应前温度为20.1℃,反应后最高温度为30.1℃。
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为4.18J⋅g
−1⋅℃
−1、溶液的密度均近似为1.00g⋅cm
−3,忽略溶
液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
(1)反应放出的热量Q=_____J。
(2)反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH=______kJ⋅mol
−1(列式计算)。
【答案】4.18×10
3 −4.18×10
3/1000
0.100×0.200
=−209
【解析】
(1)100mL 0.200mol/L CuSO4溶液与1.95g 锌粉发生反应的化学方程式为:CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu,忽略
溶液体积、质量变化可知,溶液的质量m=ρV =1.00g/cm3×100mL(cm3)=100g,忽略金属吸收的热量可
知,反应放出的热量Q=cmΔt=4.18J⋅g
−1⋅° C
−1×100g×(30.1-20.1)° C= 4.18×103J,故答案为:
4.18×103;
(2)上述反应中硫酸铜的物质的量n(CuSO4)= 0.200mol/L×0.100L=0.020mol,锌粉的物质的量n(Zn)=
m
M =1.95g
65g/mol
=0.030mol,由此可知,锌粉过量。根据题干与第(1)问可知,转化0.020mol 硫酸铜
所放出的热量为4.18×103J,又因为该反应中焓变ΔH代表反应1mol 硫酸铜参加反应放出的热量,单位
为kJ/mol,则可列出计算式为:
ΔH =−4.18×10
3J÷1000J/kJ
0.100L×0.200 mol/L =- 4.18×10
3/1000
0.100×0.200
=-209 kJ/ mol,故答案为:
−4.18×10
3/1000
0.100×0.200
=-209(答案符合要求且合理即可)。
11
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