专题33 反应热计算——键能-【好题汇编】十年（2015-2024）高考化学真题分类汇编（全国通用）

专题33反应热计算——键能 考点 十年考情(2015-2024) 命题趋势 考点1 选择题型计算 2022·浙江省6月卷、2021·重庆卷、2021•浙江1月卷、2016·海南卷、2015·海南卷 能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，难度有所提高，近两年对化学键与能量的关系进行了不同程度的考查，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。 考点2 非选择题型计算 2023·全国新课标卷、2021·海南卷、2021·湖北卷、2021·湖南卷、2020•浙江7月卷、2018•天津卷 考点1 选择题型计算 1．(2022·浙江省6月卷，18)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 H2 O2 H2O2 H2O 能量/ kJ·mol-l 249 218 39 10 0 0 可根据HO(g)+HO(g)= H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l。下列说法不正确的是( ) A．H2的键能为436 kJ·mol-l B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．解离氧氧单键所需能量： HOO＜H2O2 D．H2O(g)+O(g)= H2O2(g) ΔH＝-143kJ·mol−1 2．(2021·重庆卷，18)】“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1，则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热∆H (kJ·mol-1)为( ) A．-152 B．-76 C．+76 D．+152 3．(2021•浙江1月卷，20)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 4．(2016·海南卷，6)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 5．(2015·海南卷，4)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为(　　) A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 考点2 非选择题型计算 1．(2023·全国新课标卷，10节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 (1)根据图1数据计算反应的 。 2．(2021·海南卷，16节选)碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃，时： ①葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804 kJ热量。 ② 。 回答问题： (1)25℃时，CO2(g)和H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为___________。 (2)25℃，时，气态分子断开化学键的焓变称为键焓。已知O=O、C≡O键的键焓分别为495kJ·mol－1、799kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为___________。 3．(2021·湖北卷，19节选)丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) △H1＝＋125 kJ·mol1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)＝C3H6(g)＋H2O(g) △H2＝－118 kJ·mol1 (1)已知键能：E(C－H)＝416 kJ·mol1，E(H－H)＝436 kJ·mol1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为 kJ。 4．(2021·湖南卷，16节选))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 N≡N H﹣H N﹣H 键能E/(kJ•mol﹣1) 946 436.0 390.8 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题： (1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝　 　kJ•mol﹣1； 5．(2020•浙江7月卷，100 mL 0.200 mol·L−1 CuSO4溶液与1.95 g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4.18 J·g−1·℃−1、溶液的密度均近似为1.00 g·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)。 6．(2018•天津卷，8节选)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题： (2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g) ①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 C—H C=O H—H CO(CO) 键能/kJ·mol−1 413 745 436 1075 则该反应的ΔH=_________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题33反应热计算——键能 考点 十年考情(2015-2024) 命题趋势 考点1 选择题型计算 2022·浙江省6月卷、2021·重庆卷、2021•浙江1月卷、2016·海南卷、2015·海南卷 能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，难度有所提高，近两年对化学键与能量的关系进行了不同程度的考查，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。 考点2 非选择题型计算 2023·全国新课标卷、2021·海南卷、2021·湖北卷、2021·湖南卷、2020•浙江7月卷、2018•天津卷 考点1 选择题型计算 1．(2022·浙江省6月卷，18)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 H2 O2 H2O2 H2O 能量/ kJ·mol-l 249 218 39 10 0 0 可根据HO(g)+HO(g)= H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l。下列说法不正确的是( ) A．H2的键能为436 kJ·mol-l B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．解离氧氧单键所需能量： HOO＜H2O2 D．H2O(g)+O(g)= H2O2(g) ΔH＝-143kJ·mol−1 【答案】C 【解析】A项，根据表格中的数据可知，H2的键能为218×2=436 kJ·mol-l，A正确； B项，由表格中的数据可知O2的键能为：249×2=498 kJ·mol-l，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；C项，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 kJ·mol-l，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l，C错误；D项，由表中的数据可知H2O(g)+O(g)= H2O2(g)的，D正确；故选C。 2．(2021·重庆卷，18)】“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1，则2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的反应热∆H (kJ·mol-1)为( ) A．-152 B．-76 C．+76 D．+152 【答案】A 【解析】已知CO(g)的燃烧热∆H = -283 kJ·mol-1，可得①，由图可得N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)∆H=-330+123-229+77=-359kJ/mol②，由盖斯定律，(反应②-①)×2可得反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)，反应热∆H =( -359+283)×2 =-152kJ·mol-1，故选A。 3．(2021•浙江1月卷，20)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】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。 4．(2016·海南卷，6)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，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-1。故选D。 5．(2015·海南卷，4)已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为(　　) A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 【答案】A 【解析】丙烷的分子式是C3H8，1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=n(H2O)=m(H2O)÷M=1.8 g÷18 g·mol-1÷4=0.025 mol，所以反应放出的热量是Q=2 215 kJ·mol-1×0.025 mol=55.375 kJ，因此大约数值与选项A接近。 考点2 非选择题型计算 1．(2023·全国新课标卷，10节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 (1)根据图1数据计算反应的 。 【答案】(1)-45 【解析】(1)在化学反应中，断开化学键要消耗能量，形成化学键要释放能量，反应的焓变等于反应物的键能总和与生成物的键能总和的差，因此，由图1数据可知，反应的。 2．(2021·海南卷，16节选)碳及其化合物间的转化广泛存在于自然界及人类的生产和生活中。已知25℃，时： ①葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804 kJ热量。 ② 。 回答问题： (1)25℃时，CO2(g)和H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为___________。 (2)25℃，时，气态分子断开化学键的焓变称为键焓。已知O=O、C≡O键的键焓分别为495kJ·mol－1、799kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为___________。 【答案】(1)6CO2(aq)+6 H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH＝+2804 kJ·mol－1 (2)664.75 (3) (4)3.25×103 【解析】(1)由题意可知，反应①为1mol葡萄糖在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出2804kJ的热量，反应的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(aq)+6 H2O(l) ΔH＝-2804 kJ·mol－1，二氧化碳和液态水经光合作用生成葡萄糖和氧气的反应为葡萄糖燃烧的逆反应，生成1mol葡萄糖会吸收2804kJ的热量，反应的热化学方程式为6CO2(aq)+6 H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH＝+2804 kJ·mol－1；(2)由反应热的焓变为反应物的键焓之和与生成物的键焓之和的差值可得：反应②的焓变=—283kJ/mol，解得E(C=O)= =664.75kJ/mol。 3．(2021·湖北卷，19节选)丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) △H1＝＋125 kJ·mol1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)＝C3H6(g)＋H2O(g) △H2＝－118 kJ·mol1 (1)已知键能：E(C－H)＝416 kJ·mol1，E(H－H)＝436 kJ·mol1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为 kJ。 【答案】(1)271 【解析】(1)反应Ⅰ中断裂2 mol C—H键、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H键，故416 kJ·mol1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol1＝＋125 kJ·mol1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol1。 4．(2021·湖南卷，16节选))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 N≡N H﹣H N﹣H 键能E/(kJ•mol﹣1) 946 436.0 390.8 在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题： (1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)△H＝　 　kJ•mol﹣1； 【答案】(1)+90.8 【解析】(1)由△H＝反应物键能和﹣生成物键能和可知，该反应的△H＝2×(390.8kJ•mol﹣1×3)﹣[(946kJ•mol﹣1)+(436.0kJ•mol﹣1×3)]＝+90.8kJ•mol﹣1。 5．(2020•浙江7月卷，100 mL 0.200 mol·L−1 CuSO4溶液与1.95 g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4.18 J·g−1·℃−1、溶液的密度均近似为1.00 g·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】 (1) 4.18×103 (2) ＝−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==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；(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：。 6．(2018•天津卷，8节选)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。回答下列问题： (2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g) ①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 C—H C=O H—H CO(CO) 键能/kJ·mol−1 413 745 436 1075 则该反应的ΔH=_________。 【答案】(2)+120 kJ·mol-1 【解析】(2)①根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和=(4×413＋2×745－2×1075－2×436)kJ·mol－1=＋120kJ·mol－1。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$