十年(23-22)高考化学真题分项汇编专题28 反应热计算 键能（2份打包，原卷版+教师版）

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专题28 反应热计算——键能


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
HO
HOO




能量/
249
218
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；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
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
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 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-=CO32-+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CO32-，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
【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=390.8kJmol-1-(946 kJmol-1+436.0kJmol-1)= +90.8kJmol-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。
（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、-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】
（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）溶液与锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为，反应后最高温度为。
已知：反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，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_____J。
（2）反应的______(列式计算)。
【答案】
【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==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=cm=4.18×100g×(30.1-20.1)= 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)==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：，故答案为：（答案符合要求且合理即可）。