1.1 化学反应的热效应 第2课时(分层作业)化学鲁科版选择性必修1
2026-07-28
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摘要:
**基本信息**
聚焦化学反应的内能变化与焓变,通过基础概念辨析、综合应用计算、高考真题拓展三层设计,构建从单一知识点到复杂问题解决的巩固路径,培养化学观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|内能与焓变概念、反应热判断|以选择为主,如第1-3题辨析基础概念,强化物质结构决定性质的化学观念|
|提升层|键能计算、热化学方程式书写|结合阶段检测题,如第4-9题通过键能数据、能量图像分析,培养证据推理能力|
|拓展层|复杂反应能量计算|选用高考真题,如最后2题涉及多步反应键能综合计算,提升模型认知与创新思维|
内容正文:
分层作业
第一节 化学反应的热效应
第2课时 化学反应的内能变化与焓变
1.下列关于内能和焓变的说法正确的是
A.化学反应过程中内能的变化等于焓变
B.气态水和液态水所具有的内能一定不相同
C.同一反应利用键能计算的反应热可能不等于焓变
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
【答案】C
【详解】A.在恒压条件下的反应热在不做功的情况下才等于焓变,即在恒压条件下反应物的内能与生成物的内能差等于焓变,A错误;
B.等质量的气态水和液态水所具有的内能一定不相同,但题干未说明水的质量是否相同,因此不能比较二者内能的大小,B错误;
C.键能是断裂1mol理想气体分子AB中化学键变为气态中性A原子和B原子时所需吸收的能量,或由气态中性原子A、B合成1mol理想气体AB分子时所释放的能量;由于理想气体分子之间无作用力,实际分子之间存在作用力,且反应物、生成物的状态不一定是气态,因此利用键能计算的反应热可能不等于焓变,C正确;
D.内能除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外,还与体系的温度、压强有关,D错误;
故合理选项是C。
2.下列关于反应热和焓变的理解正确的是
A.化学反应的焓变都等于反应热
B.焓变单位是,是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C.化学反应的反应热都可以通过实验直接测量
D.当反应体系放热(吸热)时,其焓减小(增大),()
【答案】D
【详解】A.只有恒压条件下的反应热才等于焓变,并非所有化学反应的焓变都等于反应热,A错误;
B.焓变单位指的是每摩尔按给定反应方程式进行的完整反应对应的能量变化,不是1mol物质参加反应的能量变化,B错误;
C.很多反应的反应热无法通过实验直接测量,例如碳不完全燃烧生成一氧化碳的反应热需要通过盖斯定律计算得到,并非所有反应热都能直接测量,C错误;
D.,放热反应中体系放出能量,生成物总焓小于反应物总焓,焓减小,;吸热反应中体系吸收能量,生成物总焓大于反应物总焓,焓增大,,D正确;
故选D。
3.(25-26高二上·四川·阶段检测)下列关于反应焓变的说法正确的是
A. ,说明SO2的焓大于SO3的焓
B. ,说明石墨比金刚石更稳定
C.无水硫酸铜溶于水的过程中,破坏了离子键,需要吸收热量,所以该过程属于吸热反应
D.N2中含有氮氮三键,断裂该化学键需要很多的热量,所以氮气参与的反应都是吸热反应
【答案】B
【详解】A.ΔH=生成物焓-反应物焓<0,说明生成物总焓低于反应物总焓(2SO3的焓低于2SO2和O2的总焓),但无法直接得出SO2的焓大于SO3的焓,因未考虑O2的焓,A错误;
B.ΔH>0表示石墨转化为金刚石吸热,说明金刚石焓更高,而焓低的物质更稳定,故石墨比金刚石稳定,B正确;
C.无水硫酸铜溶解时破坏离子键吸热,但水合过程放热,整体过程放热,并且溶解过程并未发生化学反应,C错误;
D.断裂N≡N键需吸热,但反应总焓变取决于键断裂与形成的能量差,如合成氨反应ΔH<0,故氮气参与的反应不全是吸热,D错误;
故选B。
4.(25-26高二上·上海·期中)2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】ΔH = 断裂的键能总和 - 形成的键能总和,CH4含4个C-H键,H2O含2个O-H键,则总断裂键能为4b+2c,CH3OH含3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键,H2含1个H-H键,则总形成键能为3b+d+c+a,因此 ΔH = (4b+2c) - (3b+d+c+a) = b+c-a-d,故选A。
5.(25-26高二上·北京平谷·阶段检测)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。
下列说法不正确的是
A.N≡N键的键能大于O=O键的键能
B.完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量
C.该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D.生成NO反应的热化学方程式为:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔH = +180 kJ/mol
【答案】B
【详解】A.由图可知,N≡N键键能大于O=O键,A正确;
B.2 mol NO的总键能为1264 kJ,则NO键能为632 kJ/mol,B错误;
C.由键能数据计算可知,生成 2 mol NO时为吸热180 kJ,则产物具有的总能量高于反应物所具有的总能量,C正确;
D.反应吸收能量为1444 kJ,放出能量为1264 kJ,故反应吸热180 kJ,D正确;
故答案为B。
6.(24-25高二上·河南郑州·阶段检测)已知在时,由氢气和氮气反应生成放出热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.;
B.;
C.;
D.;
【答案】A
【分析】已知在时,由氢气和氮气反应生成放出热量,可以写出热化学方程式: ,以此解答。
【详解】A.由分析可知 ,则 ,A正确;
B.由分析可知 ,B错误;
C.热化学方程式中要注明物质的状态,由分析可知 ,则 ,C错误;
D.由分析可知 ,则,D错误;
故选A。
7.(25-26高二上·福建漳州·阶段检测)下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是
已知热化学方程式
有关描述或结论
A
3O2(g)=2O3(g)ΔH=+242.6kJ·mol-1
氧气的能量比臭氧的高
B
C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)ΔH>0
丙烷比乙烯稳定
C
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
0.5molNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量约为28.65kJ
D
①2C(石墨,s)+2O2(g)=2CO2(g)ΔH1
②2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2
ΔH1>ΔH2
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.该反应ΔH>0为吸热反应,说明2mol O3的总能量高于3mol O2的总能量,臭氧能量比氧气高,A错误;
B.该反应吸热,说明丙烷总能量低于乙烯和甲烷的总能量,无法单独比较丙烷与乙烯的能量高低,无法判断二者稳定性,B错误;
C.1mol NaOH与稀盐酸完全中和放出57.3kJ热量,0.5mol NaOH完全中和放出热量为,C正确;
D.ΔH1、ΔH2为负值,完全燃烧放出热量更多,ΔH更小,故ΔH1<ΔH2,D错误;
故选C。
8.(25-26高一下·广东·期中)反应的能量变化如图所示。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1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ。以下说法错误的是
①c代表总反应放出的能量为121 kJ
②b代表新的化学键形成吸收的能量为463 kJ
③氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ
④此反应为放热反应,所以无需加热就能进行
⑤NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合反应的能量变化也与此图类似
A.①③④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.全部
【答案】C
【详解】①.由图可知,c代表反应热,即总反应放出的热量。已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,1 mol氢气(质量为2 g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量为,所以c代表总反应放出的能量为242 kJ,并非121 kJ,故①错误;
②.图中b代表新的化学键形成时放出的能量,其数值为。而选项②中描述为吸收能量,且数值错误,故②错误;
③.设氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为x,根据反应热反应物键能总和—生成物键能总和,可得,得到 即氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ,故③正确;
④.此反应为放热反应,但放热反应也可能需要加热才能进行,比如氢气和氧气需要点燃才反应,故④错误;
⑤.晶体与晶体混合反应为吸热反应,而题中反应为放热反应,能量变化不相似,故⑤错误;
综上,①②④⑤结论错误。
故选C。
9.(25-26高一下·河北邯郸·阶段检测)是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.该热化学方程式各物质聚集状态标注正确,反应为放热反应,ΔH的符号为负号,数值、单位均符合要求,A正确;
B.燃烧反应为放热反应,ΔH应小于0,该选项ΔH为正值,B错误;
C.热化学方程式必须标注各物质的聚集状态,该选项未标注状态,不符合书写规范,C错误;
D.焓变ΔH的单位应为,该选项单位错误,D错误;
答案选A。
1.(25-26高二上·安徽·期中)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法错误的是
A.红磷比白磷更稳定
B.石墨转变为金刚石是吸热反应
C. 和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol 的键能总和
D. 与3 mol 的总能量比2 mol 的能量高92 kJ
【答案】C
【详解】A.由图可知,白磷比红磷能量更高,能量越低物质越稳定,故红磷比白磷稳定,A项正确;
B.由图可知,金刚石比石墨能量更高,故石墨转化为金刚石是吸热反应,B项正确;
C.反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物键能之和,由图可知该反应为放热反应,,故反应物的键能总和小于生成物的键能总和,C项错误;
D.由图可知 ,1 和3 的总能量比2 的能量高92 kJ,D项正确;
故答案选C。
2.(24-25高二上·浙江温州·期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【答案】C
【详解】A.转化为氯原子是化学键断裂的过程,需要吸收热量,是一个吸热过程,A正确;
B.和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,属于放热反应,因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高,B正确;
C.1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量,而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,C错误;
D.由B分析可知,和反应生成的反应热,D正确;
故选C。
3.(25-26高二上·山西·期中)已知断裂化学键所需的能量如下表所示。下列说法正确的是
化学键
能量
436
946
391
A.断裂和所含化学键时均会释放能量
B.合成氨反应的热化学方程式:
C.分解为和的反应,形成化学键释放的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.相同条件下,向密闭容器中充入和,达到平衡时,放出的热量等于
【答案】B
【详解】A.断裂化学键需要吸收能量,而非释放,A错误;
B.,ΔH计算正确,B正确;
C.因为,分解时反应吸热,所以断裂键吸收的能量大于形成键释放的能量,C错误;
D.可逆反应无法完全进行,实际放热量小于理论值92 kJ,D错误;
故答案选B。
4.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知:①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下:
化学键
P—P
O=O
P—O
键能
c
②(白磷,)(红磷,) 。
下列说法错误的是
A.白磷和红磷互为同素异形体
B.相同条件下红磷比白磷稳定
C.等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是红磷
D.
【答案】C
【详解】A.白磷和红磷为磷元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确;
B.(白磷,)(红磷,) 为放热反应,白磷的能量高于红磷,所以红磷比白磷更稳定,B正确;
C.白磷的能量高于红磷,等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是白磷,C错误;
D.根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能, ,D正确;
故答案选C。
5.(23-24高一下·河南信阳·期中)化学反应的能量变化如图所示,已知断裂、分别吸收的能量,则下列说法不正确的是
A.断裂需要吸收的能量
B.和的总能量比总能量多
C.反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应
D.每反应掉和生成放出能量为
【答案】D
【详解】A.为断裂、吸收的能量,则,因此断开1mol氢气中化学键需要吸收能量为,故A正确;
B.2molN和6molH可形成2molNH3(g),此过程放出6×391kJ=2346kJ能量,即2molN和6molH的总能量比2molNH3(g)总能量多2346kJ,故B正确;
C.该反应中生成物的总能量小于反应物的总能量,该反应为放热反应,故C正确;
D.由图,结合N—H键键能,每反应掉1molN2(g)和3molH2(g)生成2molNH3(g)放出6×391kJ-2254kJ=92kJ的能量,氨气液化放热,则每反应掉1molN2(g)和3molH2(g)生成2molNH3(l)放出能量大于92kJ,故D错误;
故答案选D。
6.(25-26高二上·河北沧州·期中)一定条件下,在水溶液中,1 mol 的相对能量(kJ)如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、c、d、e代表的五种微粒对应的酸均为强酸
B.a、b、c、d、e代表的五种微粒中c最稳定
C.b→a+d反应的热化学方程式:
D.b、c、d、e氧化能力依次增强
【答案】C
【详解】A.根据x,可判断a为,b为,c为,d为,e为。和为弱酸,其它为强酸,A错误;
B.物质的能量越低越稳定,c的能量最高,最不稳定,a的能量最低,最稳定,B错误;
C.b→a+d的热化学方程式为,,C正确;
D.一般来说,元素价态越高,氧化能力越强,但氯元素的不同价态中,价的的氧化能力强于其它价态,D错误;
故答案选C。
7.(25-26高二上·四川泸州·期中)已知在、下,氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
C.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于
D.热化学方程式为:
【答案】D
【分析】根据图示可知,断裂化学键吸收能量转化为,断裂化学键吸收能量转化为,与形成化学键生成释放能量,由于断裂化学键吸收总能量小于形成化学键释放能量,该反应为放热反应,且和生成释放的能量为,热化学方程式为: 。
【详解】A.与反应生成为放热反应,则分解为与时需吸收热量,A错误;
B.根据上述分析可知,甲为和具有的总能量高于丙具有的总能量,乙与具有的总能量高于甲物质所具有的总能量,故乙>甲>丙,B错误;
C.相同物质的量的液态水具有的能量低于气态水具有的能量(液态水转化为气态水释放能量),则乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将大于,C错误;
D.热化学方程式中,化学计量系数为原来的2倍,反应热也为原来的2倍,故 ,D正确;
故选D。
1.肼()是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂化学键所需的能量():为942、为500、为154,断裂所需的能量()是
A.391 B.416 C.516 D.658
【答案】A
【详解】化学反应中旧键断裂吸收能量,新键生成释放能量,根据图中内容,可以看出断键吸收的能量为2752kJ/mol-534kJ/mol=2218kJ/mol,设断裂1molN-H键所需的能量为a,旧键断裂吸收的能量:154kJ+4akJ+500kJ=2218kJ,解得a=391kJ,故选A。
2.(2024·重庆·高考真题)二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知键能为,键能为,键能为,则中的碳氧键键能(单位:)为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据盖斯定律反应①+②-③可得反应:,该反应,根据反应物键能和-生成物键能和可得:4c+2b-3a-中的碳氧键键能=,中的碳氧键键能=(),故B正确;
故选:B。
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分层作业
第一节 化学反应的热效应
第2课时 化学反应的内能变化与焓变
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
答案
C
D
B
A
B
A
C
C
A
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
C
C
B
C
D
C
D
题号
1
2
答案
A
B
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分层作业
第一节 化学反应的热效应
第2课时 化学反应的内能变化与焓变
1.下列关于内能和焓变的说法正确的是
A.化学反应过程中内能的变化等于焓变
B.气态水和液态水所具有的内能一定不相同
C.同一反应利用键能计算的反应热可能不等于焓变
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
2.下列关于反应热和焓变的理解正确的是
A.化学反应的焓变都等于反应热
B.焓变单位是,是指1 mol物质参加反应时的能量变化
C.化学反应的反应热都可以通过实验直接测量
D.当反应体系放热(吸热)时,其焓减小(增大),()
3.(25-26高二上·四川·阶段检测)下列关于反应焓变的说法正确的是
A. ,说明SO2的焓大于SO3的焓
B. ,说明石墨比金刚石更稳定
C.无水硫酸铜溶于水的过程中,破坏了离子键,需要吸收热量,所以该过程属于吸热反应
D.N2中含有氮氮三键,断裂该化学键需要很多的热量,所以氮气参与的反应都是吸热反应
4.(25-26高二上·上海·期中)2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
5.(25-26高二上·北京平谷·阶段检测)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。
下列说法不正确的是
A.N≡N键的键能大于O=O键的键能
B.完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量
C.该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D.生成NO反应的热化学方程式为:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ΔH = +180 kJ/mol
6.(24-25高二上·河南郑州·阶段检测)已知在时,由氢气和氮气反应生成放出热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.;
B.;
C.;
D.;
7.(25-26高二上·福建漳州·阶段检测)下列关于热化学方程式的描述或结论正确的是
已知热化学方程式
有关描述或结论
A
3O2(g)=2O3(g)ΔH=+242.6kJ·mol-1
氧气的能量比臭氧的高
B
C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)ΔH>0
丙烷比乙烯稳定
C
NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
0.5molNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出的热量约为28.65kJ
D
①2C(石墨,s)+2O2(g)=2CO2(g)ΔH1
②2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2
ΔH1>ΔH2
A.A B.B C.C D.D
8.(25-26高一下·广东·期中)反应的能量变化如图所示。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1 mol H-O键形成时放出热量463 kJ。以下说法错误的是
①c代表总反应放出的能量为121 kJ
②b代表新的化学键形成吸收的能量为463 kJ
③氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为436 kJ
④此反应为放热反应,所以无需加热就能进行
⑤NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体混合反应的能量变化也与此图类似
A.①③④⑤ B.②③④ C.①②④⑤ D.全部
9.(25-26高一下·河北邯郸·阶段检测)是一种高效清洁的火箭燃料。已知在25℃、101 kPa下,1 mol (g)完全燃烧生成氮气和液态水时,放出534 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是
A.
B.
C.
D.
1.(25-26高二上·安徽·期中)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法错误的是
A.红磷比白磷更稳定
B.石墨转变为金刚石是吸热反应
C. 和1 mol CO的键能总和大于1 mol NO和1 mol 的键能总和
D. 与3 mol 的总能量比2 mol 的能量高92 kJ
2.(24-25高二上·浙江温州·期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
3.(25-26高二上·山西·期中)已知断裂化学键所需的能量如下表所示。下列说法正确的是
化学键
能量
436
946
391
A.断裂和所含化学键时均会释放能量
B.合成氨反应的热化学方程式:
C.分解为和的反应,形成化学键释放的总能量大于断裂化学键吸收的总能量
D.相同条件下,向密闭容器中充入和,达到平衡时,放出的热量等于
4.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知:①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下:
化学键
P—P
O=O
P—O
键能
c
②(白磷,)(红磷,) 。
下列说法错误的是
A.白磷和红磷互为同素异形体
B.相同条件下红磷比白磷稳定
C.等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是红磷
D.
5.(23-24高一下·河南信阳·期中)化学反应的能量变化如图所示,已知断裂、分别吸收的能量,则下列说法不正确的是
A.断裂需要吸收的能量
B.和的总能量比总能量多
C.反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应
D.每反应掉和生成放出能量为
6.(25-26高二上·河北沧州·期中)一定条件下,在水溶液中,1 mol 的相对能量(kJ)如图所示。下列说法正确的是
A.a、b、c、d、e代表的五种微粒对应的酸均为强酸
B.a、b、c、d、e代表的五种微粒中c最稳定
C.b→a+d反应的热化学方程式:
D.b、c、d、e氧化能力依次增强
7.(25-26高二上·四川泸州·期中)已知在、下,氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是
A.分解为与时放出热量
B.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
C.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于
D.热化学方程式为:
1.肼()是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂化学键所需的能量():为942、为500、为154,断裂所需的能量()是
A.391 B.416 C.516 D.658
2.(2024·重庆·高考真题)二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知键能为,键能为,键能为,则中的碳氧键键能(单位:)为
A. B. C. D.
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