2019年高考化学 考点36 键能与反应热的关系必刷题.doc

考点三十六 键能与反应热的关系1如图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化，下列说法错误的是 A 该反应的热化学方程式为：N2（g）+O2（g）2NO（g）H=+180kJmol1B 1mol N2（l）和NA个O2（l）反应生成2mol NO（g）时，吸收的能量为180kJC 1mol N2（g）和1mol O2（g）具有的总能量小于2mol NO（g）具有的总能量D 通常情况下，N2（g）和O2（g）混合不能直接生成NO（g）【答案】B2白磷会对人体造成严重的烧伤，白磷(P4)分子结构如下。下列说法不正确的是( ) A 已知P4(白磷，s)3O2(g)=2P2O3(s) HQ kJmol1，则白磷的燃烧热为Q kJmol1B 白磷着火点低，在空气中可自燃C 白磷、红磷互为同素异形体D 31 g白磷中，含PP键1.5 mol【答案】A【解析】A.磷的燃烧热是指生成稳定的化合物五氧化二磷时放出的热量，故错误； B.白磷的着火点为40，所以在空气中能够自燃，故正确；C.白磷和红磷是有同种元素组成的不同单质，互为同素异形体，故正确；D.1mol白磷含有6mol共价键、4mol磷原子，1mol磷原子平均1.5molP-P键，31克白磷有1mol磷原子，故正确。故选A。3已知1 g H2完全燃烧生成水蒸气放出热量121 kJ，且O2中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中形成1 mol HO键时放出热量463 kJ，则H2中1 mol HH键断裂时吸收的热量为( )A 920 kJ B 557 kJ C 488 kJ D 436 kJ【答案】D【解析】已知1 g H2完全燃烧生成水蒸气放出热量121 kJ，则2mol氢气的燃烧热为484kJ，根据H=反应物的键能和-生成物的键能和，设H2中1 mol HH键断裂时吸收的热量为x kJ，可得2x+496-4463=-484，解x=463 kJ。4已知1 g H2完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且O2中1 mol OO键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则H2中1 mol HH键断裂时吸收热量为（ ）A 920 kJ B 557 kJ C 188kJ D 436 kJ【答案】D5已知：P4(s)6Cl2(g)4PCl3(g) HakJmol1，P4(s)10Cl2(g)4PCl5(g) H bkJmol1。P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为ckJmol1,PCl3中PCl键的键能为1.2ckJmol1。下列叙述正确的是A PP键的键能大于PCl键的键能B ClCl键的键能kJmol1C 可求Cl2(g)PCl3(g)PCl5(s)的反应热HD PP键的键能为kJmol1【答案】B【解析】A项，原子半径：r（P）r（Cl），PP键的键长大于PCl键的键长，PP键的键能小于PCl键的键能，A项错误；B项，根据H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，则akJ/mol=6E（PP）+6E（ClCl）-121.2ckJ/mol，bkJ/mol=6E（PP）+10E（ClCl）-20ckJ/mol，联立两式解得E（PP）=kJ/mol，E（ClCl）=kJ/mol，B项正确；C项，将反应编号，P4（s）6Cl2（g）=4PCl3（g） H=akJmol1（式），P4（s）10Cl2（g）=4PCl5（g） H=bkJmol1（式），应用盖斯定律，将（式-式）4得Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g）H=kJ/mol，但PCl5（g）=PCl5（s）的H未知，无法求出Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（s）的H，C项错误；D项，根据B项所求，PP键的键能为kJ/mol，D项错误；答案选B。6白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:PP a kJmol-1、PO b kJmol-1、P=O c kJmol-1、O=O d kJmol-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 (4c+12b-6a-5d) kJmol-1 B (6a+5d-4c-12b) kJmol-1C (4c+12b-4a-5d) kJmol-1 D (4c+5d-4a-12b) kJmol-1【答案】B7罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示(与白磷P4相似)。已知断裂1molNN键吸收167kJ热量，生成1molNN键放出942kJ热量。由此判断下列说法正确的是 A N4属于一种新型的化合物，分子内存在共价键B N4与N2互为同位素，化学性质相似，物理性质不同C N4沸点比P4(白磷)高D 1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量【答案】D【解析】A、N4是一种只由N元素组成的纯净物，为单质，故A错误；B、N4与N2是同种元素形成的不同单质，是同素异形体，故B错误；C、N4和P4都是分子晶体，并且结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，所以白磷的沸点高，故C错误；D、1molN4气体中含有6molN-N键，可生成2molN2，形成2molNN键，则1molN4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为6167kJ=1002kJ，形成化学键放出的热量为1884kJ，所以反应放热，放出的热量为1884kJ-1002kJ=882kJ，故应为放出882kJ热量，故D正确。8反应H2+Cl2=2HCl（H0）的机理包含：Cl22Cl（慢）H2+ClHCl+H（快）Cl2+HHCl+Cl（快）等下列说法正确的是（ ）A 断开1molHH键需要的能量小于断开1molClCl键需要的能量B 反应在光照和加热条件下的H不同C 反应的活化能小于反应的活化能D 已知反应的H0，则反应的H一定小于0【答案】D9下图为H2与O2反应生成H2O(g)的能量变化示意图，下列有关叙述不正确的是 A 1 mol H2分子断键需要吸收436 kJ的能量B H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) H241.8 kJ/molC 反应物的总能量高于生成物的总能量D 形成化学键释放的总能量比断裂化学键吸收的总能量小【答案】D【解析】A. 根据示意图可知1 mol H2分子断键需要吸收436 kJ的能量，A正确；B. 反应热等于断键吸收的能量和形成化学键放出的能量的差值，因此H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)的反应热H436 kJ/mol+1/2498 kJ/mol2463.4 kJ/mol241.8 kJ/mol，B正确；C. 反应是放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，C正确；D. 反应是放热反应，则形成化学键释放的总能量比断裂化学键吸收的总能量大，D错误。10由下表提供数据及相关物质结构知识，反应1：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(g)+4HCl(g)，反应2：Si(g)+O2(g)=SiO2(g)，则反应1和反应2的反应热为硅的晶体结构化学键Si-ClH-HSi-SiH-ClO=OSi-O键能kJ/mol）360436176431498460 A +236kJ/mol，-990kJ/mol B -116kJ/mol，-990kJ/molC -116kJ/mol，-70kJ/mol D +236kJ/mol，-70kJ/mol【答案】A11科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molNN键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则 A 1molN4气体转化为N2时要吸收217kJ能量 B N4是N2的同位素C 1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量 D N4是一种新型化合物【答案】C12已知H-H键键能为436kJ/mol，H-N键键能为391kJ/mol，根据化学方程式：N2+3H22NH3，反应1molN2时放出92.4kJ的热量，则NN键键能是（ ）A 431kJ/mol B 869kJ/mol C 649kJ/mol D 945.6kJ/mol【答案】D【解析】令NN的键能为x，反应1molN2时放出92.4kJ的热量，则有N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H92.4kJmol-1。反应热H反应物的总键能生成物的总键能，故x+3436kJmol-123391kJmol-192.4kJmol-1，解得x945.6kJmol-1。13(1) 乙醇常被用做饮料的添加剂，在一定的条件下能被氧化为乙醛，乙醇氧化为乙醛的反应方程式为_；乙醇_（“能”或“不能”）使酸性KMnO4溶液褪色；已知常温下，2.3 g乙醇和一定量的氧气混合后点燃，恰好完全燃烧，放出68.35 kJ热量，则该反应的热化学方程式为_。(2) 已知：化学键SiClHHHClSiSi键能/kJmol1360436431176 且硅晶体中每个硅原子和其他4个硅原子形成4个共价键，工业上制取高纯硅的反应方程式为：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)，该反应的反应热为_ kJmol1。(3) 已知水的比热容为4.18103 kJg-1oC-1。10 g硫黄在O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500 g H2O的温度由18 升至62.4 ，则硫黄的燃烧热为_，热化学方程式为_。【答案】2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O能C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) H=-1367 kJmol-1+236297 kJmol-1S(s)+O2(g)=SO2(g) H=-297 kJmol-114由化学能产生的能量是目前人类使用的主要能源。请回答下列问题：（1）N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：1/2N2(g)+O2(g)=NO2(g) H+34 kJmol-1。该反应为_（“放热”“吸热”）反应。（2）化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能：化学键键能（ kJmol-1）化学键键能（ kJmol-1）NN942HO460NH391O=O499HH437 写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式_。 已知：1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量_。H2O(g)的稳定性_（“大于”“小于”）H2O(l)。（3）写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式_。【答案】吸热N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-93kJmol-1138.75 kJ小于4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g) H=-1 079 kJmol-115工业合成氨反应：N23H22NH3是一个放热的可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键放出能量分别为436 kJ、391 kJ、946 kJ。则：（1）若1 mol N2完全反应生成NH3可_(填“吸收”或“放出”)热量_kJ。（2）如果将1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反应，放出的热量总小于上述数值，其原因是_。（3）实验室模拟工业合成氨时，在容积为2 L的密闭容器内，反应经过10 min后，生成10 mol NH3，则用N2表示的化学反应速率为_molL1min1。（4）一定条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是_。a正反应速率和逆反应速率相等b正反应速率最大，逆反应速率为0cN2的转化率达到最大值dN2和H2的浓度相等eN2、H2和NH3的体积分数相等f反应达到最大限度【答案】放出92该反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不能完全反应，因此放出能量总是小于92 kJ0.25acf16（1）肼（N2H4）可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g) H11048.9 kJ/mol N2H4(l)O2(g)= N2(g)2H2O(g) H2534.2 kJ/mol则N2(g)2O2(g)=N2O4 (l) H3_ kJ/mol（2）化学反应中放出的热能(焓变，H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H185 kJ/mol，断裂1 mol HH键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol ClCl键吸收的能量为247 kJ，则形成1 mol HCl键放出的能量为_kJ。（3）根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l) HQ1 kJ/mol，2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l) HQ2 kJ/mol，2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(g) HQ3 kJ/mol。判断Q1、Q2、Q3三者大小关系_【答案】19.5434 kJQ1Q2Q317完成以下问题：（1）下列反应中，属于吸热反应的是_（填数字序号）。煅烧石灰石制生石灰 燃烧木炭取暖 酸碱中和反应铝粉与氧化铁粉末在高温下反应 生石灰与水作用制熟石灰 食物因氧化而腐败（2）在一定条件下N2与H2反应生成NH3，请回答：若反应物的总能量为E1，生成物的总能最为E2，且E1E2，则该反应为_(“吸热”或“放热”)反应。已知断开1molHH键，1molNH键，1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，若1molN2完全反应生成NH3会放出_kJ的热量。（3）相对分子质量为72的烷烃的分子式为_。（4）有机物的结构可用“键线式”表示，如：CH3CH=CHCH3可简写为。可简写为。玫瑰的香味物质中包含苧烯，苧烯的键线式如图，苧烯的分子式为_。【答案】 放热 -92kJ C5H12 C10H16【解析】（1）煅烧石灰石制生石灰是吸热反应；燃烧木炭取暖是放热反应；酸碱中和反应是放热反应；铝粉与氧化铁粉末在高温下发生铝热反应是放热反应；生石灰与水作用制熟石灰是放热反应；食物因氧化而腐败的放热反应。则属于吸热反应的是；（2）若反应物的总能量为E1，生成物的总能最为E2，且E1E2，这说明反应物的总能量高于生成物的总能量，因此该反应为放热反应。已知断开1molHH键，1molNH键，1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反应热H（946+343623391）kJ/mol92kJ/mol，因此1molN2完全反应生成NH3会放出92kJ的热量。（3）烷烃的通式是CnH2n+2，相对分子质量为72的烷烃，则14n+272，解得n5，所以分子式为C5H12。（4）苧烯的键线式如图，则苧烯的分子式为C10H16。18依据叙述，写出下列反应的热化学方程式：（1）若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。其热化学方程式为_。（2）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。其热化学方程式为_。（3）已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。【答案】N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H+67.8 kJmol1C2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H1 300 kJmol1N 2(g)3H2(g)=2NH3(g) H92 kJmol119白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。（1）已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s)H12 983.2 kJmol1，P(红磷，s)5/4O2(g)=1/4P4O10(s)H2738.5 kJmol1。则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为_。（2）已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(白磷，s)3O2(g)=P4O6(s) H1 638 kJmol1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为_，反应过程中放出的热量为_。（3）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJmol1)：PP 198，ClCl 243，PCl 331。 则反应P4(白磷，s)6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热H_。【答案】P4(白磷，s)=4P(红磷，s) H29.2 kJmol1311 323.45 kJ1 326 kJmol120依据事实，写出下列反应的热化学方程式。（1） 在 25、 101kPa 下，1g液态乙醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 29.7 kJ。则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为_。（2）已知拆开1mol HH键，1mol NH 键，1mol NN 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2 反应生成NH3 的热化学方程式为_ 。（3） P4（白磷，s） 5O2（g） P4O10（s） H 2983.2 kJ/mol P（红磷，s） 5/4O2（g） 1/4 P4O10（s）H 738.5 kJ/mol，则白磷转化为红磷的热化学方程式为_。相同状况下，能量较低的是_。（4）C(s) O2(g) CO(g) H 110.5 kJmol-1， C(s) O2(g) CO2(g) H 393.5 kJmol-1，则燃烧36g C(s)生成CO2，放出的热量为_。写出CO燃烧的热化学方程式_。【答案】C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) H1366.2kJmol1 N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) H92kJmol1P4(白磷，s）4 P（红磷，s）H29.2 kJ/mol红磷1180.5kJCO(g)+O2(g)=CO2(g) H283.0kJmol-121某些化学键的键能如下表所示(单位kJmol1)：H-HBrBrI-IClClH-ClH-IH-Br键能436.0193.7152.7242.7431.8298.7366 （1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出的热量为_kJ。（2）在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的是_。ACl2Br2I2 BI2Br2Cl2预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在足量Cl2中燃烧放热_(填“多”或“少”)。【答案】184.9 A多【解析】（1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成2 molHCl 放出热量：431.8 kJmol12 mol-436.0 kJmol11 mol-242.7 kJmol11 mol= 184.9 kJ；（2）在一定条件下，1mol H2 与足量的Cl2、Br2、I2 分别反应，放出热量分别是 184.9kJ、2366kJ（436.0kJ+193.7kJ）=102.3kJ、2298.7kJ（436.0kJ+152.7kJ）=8.7KJ，由多到少的是Cl2Br2I2，由于F-F键能比Cl-Cl键键能大，由1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序可知1mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热多，故答案为：A；多。