2019年高考化學 考點36 鍵能與反應熱的關系必刷題.doc

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考點三十六 鍵能與反應熱的關系 1．如圖為N2（g）和O2（g）反應生成NO（g）過程中的能量變化，下列說法錯誤的是 A． 該反應的熱化學方程式為：N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H=+180kJmol﹣1 B． 1mol N2（l）和NA個O2（l）反應生成2mol NO（g）時，吸收的能量為180kJ C． 1mol N2（g）和1mol O2（g）具有的總能量小于2mol NO（g）具有的總能量 D． 通常情況下，N2（g）和O2（g）混合不能直接生成NO（g） 【答案】B 2．白磷會對人體造成嚴重的燒傷，白磷(P4)分子結構如下。下列說法不正確的是( ) A． 已知P4(白磷，s)＋3O2(g)===2P2O3(s) ΔH＝－Q kJmol－1，則白磷的燃燒熱為Q kJmol－1 B． 白磷著火點低，在空氣中可自燃 C． 白磷、紅磷互為同素異形體 D． 31 g白磷中，含P—P鍵1.5 mol 【答案】A 【解析】A.磷的燃燒熱是指生成穩(wěn)定的化合物五氧化二磷時放出的熱量，故錯誤； B.白磷的著火點為40℃，所以在空氣中能夠自燃，故正確；C.白磷和紅磷是有同種元素組成的不同單質，互為同素異形體，故正確；D.1mol白磷含有6mol共價鍵、4mol磷原子，1mol磷原子平均1.5molP-P鍵，31克白磷有1mol磷原子，故正確。故選A。 3．已知1 g H2完全燃燒生成水蒸氣放出熱量121 kJ，且O2中1 mol O===O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ，水蒸氣中形成1 mol H—O鍵時放出熱量463 kJ，則H2中1 mol H—H鍵斷裂時吸收的熱量為( ) A． 920 kJ B． 557 kJ C． 488 kJ D． 436 kJ 【答案】D 【解析】已知1 g H2完全燃燒生成水蒸氣放出熱量121 kJ，則2mol氫氣的燃燒熱為484kJ，根據(jù)H=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和，設H2中1 mol H—H鍵斷裂時吸收的熱量為x kJ，可得2x+496-4463=-484，解x=463 kJ。 4．已知1 g H2完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kJ，且O2中1 mol O＝O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ，水蒸氣中1 mol H—O鍵形成時放出熱量463 kJ，則H2中1 mol H—H鍵斷裂時吸收熱量為（ ） A． 920 kJ B． 557 kJ C． 188kJ D． 436 kJ 【答案】D 5．已知：P4(s)＋6Cl2(g)＝4PCl3(g) ΔH＝akJmol－1，P4(s)＋10Cl2(g)＝4PCl5(g) ΔH＝ bkJmol－1。P4具有正四面體結構，PCl5中P－Cl鍵的鍵能為ckJmol－1,PCl3中P－Cl鍵的鍵能為1.2ckJmol－1。下列敘述正確的是 A． P－P鍵的鍵能大于P－Cl鍵的鍵能 B． Cl－Cl鍵的鍵能kJmol－1 C． 可求Cl2(g)＋PCl3(g)＝PCl5(s)的反應熱ΔH D． P－P鍵的鍵能為kJmol－1 【答案】B 【解析】A項，原子半徑：r（P）>r（Cl），P—P鍵的鍵長大于P—Cl鍵的鍵長，P—P鍵的鍵能小于P—Cl鍵的鍵能，A項錯誤；B項，根據(jù)ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和，則akJ/mol=6E（P—P）+6E（Cl—Cl）-121.2ckJ/mol，bkJ/mol=6E（P—P）+10E（Cl—Cl）-20ckJ/mol，聯(lián)立兩式解得E（P—P）=kJ/mol，E（Cl—Cl）=kJ/mol，B項正確；C項，將反應編號，P4（s）＋6Cl2（g）=4PCl3（g） ΔH=akJmol－1（①式），P4（s）＋10Cl2（g）=4PCl5（g） ΔH=bkJmol－1（②式），應用蓋斯定律，將（②式-①式）4得Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（g）ΔH=kJ/mol，但PCl5（g）=PCl5（s）的ΔH未知，無法求出Cl2（g）+PCl3（g）=PCl5（s）的ΔH，C項錯誤；D項，根據(jù)B項所求，P—P鍵的鍵能為kJ/mol，D項錯誤；答案選B。 6．白磷與氧氣可發(fā)生如下反應:P4+5O2=P4O10已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為:P—P a kJmol-1、P—O b kJmol-1、P=O c kJmol-1、O=O d kJmol-1。根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算該反應的ΔH，其中正確的是( ) A． (4c+12b-6a-5d) kJmol-1 B． (6a+5d-4c-12b) kJmol-1 C． (4c+12b-4a-5d) kJmol-1 D． (4c+5d-4a-12b) kJmol-1 【答案】B 7．羅馬大學Fulvio Cacace等人獲得了極具理論研究意義的N4分子，N4分子結構如圖所示(與白磷P4相似)。已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量，生成1molN≡N鍵放出942kJ熱量。由此判斷下列說法正確的是 A． N4屬于一種新型的化合物，分子內存在共價鍵 B． N4與N2互為同位素，化學性質相似，物理性質不同 C． N4沸點比P4(白磷)高 D． 1 mol N4氣體轉變?yōu)镹2將放出882 kJ熱量 【答案】D 【解析】A、N4是一種只由N元素組成的純凈物，為單質，故A錯誤；B、N4與N2是同種元素形成的不同單質，是同素異形體，故B錯誤；C、N4和P4都是分子晶體，并且結構相似，相對分子質量越大，分子間作用力越強，沸點越高，所以白磷的沸點高，故C錯誤；D、1molN4氣體中含有6molN-N鍵，可生成2molN2，形成2molN≡N鍵，則1molN4氣體轉變?yōu)镹2化學鍵斷裂吸收的熱量為6167kJ=1002kJ，形成化學鍵放出的熱量為1884kJ，所以反應放熱，放出的熱量為1884kJ-1002kJ=882kJ，故應為放出882kJ熱量，故D正確。 8．反應H2+Cl2=2HCl（△H＜0）的機理包含：①Cl2→2Cl（慢）②H2+Cl→HCl+H（快）③Cl2+H→HCl+Cl（快）等．下列說法正確的是（ ） A． 斷開1molH﹣H鍵需要的能量小于斷開1molCl﹣Cl鍵需要的能量 B． 反應在光照和加熱條件下的△H不同 C． 反應①的活化能小于反應②的活化能 D． 已知反應②的△H＞0，則反應③的△H一定小于0 【答案】D 9．下圖為H2與O2反應生成H2O(g)的能量變化示意圖，下列有關敘述不正確的是 A． 1 mol H2分子斷鍵需要吸收436 kJ的能量 B． H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol C． 反應物的總能量高于生成物的總能量 D． 形成化學鍵釋放的總能量比斷裂化學鍵吸收的總能量小 【答案】D 【解析】A. 根據(jù)示意圖可知1 mol H2分子斷鍵需要吸收436 kJ的能量，A正確；B. 反應熱等于斷鍵吸收的能量和形成化學鍵放出的能量的差值，因此H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(g)的反應熱ΔH＝436 kJ/mol+1/2498 kJ/mol－2463.4 kJ/mol＝－241.8 kJ/mol，B正確；C. 反應是放熱反應，則反應物的總能量高于生成物的總能量，C正確；D. 反應是放熱反應，則形成化學鍵釋放的總能量比斷裂化學鍵吸收的總能量大，D錯誤。 10．由下表提供數(shù)據(jù)及相關物質結構知識，反應1：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(g)+4HCl(g)，反應2：Si(g)+O2(g)=SiO2(g)，則反應1和反應2的反應熱為 硅的晶體結構 化學鍵 Si-Cl H-H Si-Si H-Cl O=O Si-O 鍵能kJ/mol） 360 436 176 431 498 460 A． +236kJ/mol，-990kJ/mol B． -116kJ/mol，-990kJ/mol C． -116kJ/mol，-70kJ/mol D． +236kJ/mol，-70kJ/mol 【答案】A 11．科學家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結構為正四面體（如圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molN≡N鍵吸收941kJ熱量，則 A． 1molN4氣體轉化為N2時要吸收217kJ能量 B． N4是N2的同位素 C． 1molN4氣體轉化為N2時要放出724kJ能量 D． N4是一種新型化合物 【答案】C 12．已知H-H鍵鍵能為436kJ/mol，H-N鍵鍵能為391kJ/mol，根據(jù)化學方程式：N2+3H22NH3，反應1molN2時放出92.4kJ的熱量，則N≡N鍵鍵能是（ ） A． 431kJ/mol B． 869kJ/mol C． 649kJ/mol D． 945.6kJ/mol 【答案】D 【解析】令N≡N的鍵能為x，反應1molN2時放出92.4kJ的熱量，則有N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)△H＝－92.4kJ?mol-1。反應熱△H＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，故x+3436kJ?mol-1－23391kJ?mol-1＝－92.4kJ?mol-1，解得x＝945.6kJ?mol-1。 13．(1) 乙醇常被用做飲料的添加劑，在一定的條件下能被氧化為乙醛，乙醇氧化為乙醛的反應方程式為________________；乙醇_________（“能”或“不能”）使酸性KMnO4溶液褪色；已知常溫下，2.3 g乙醇和一定量的氧氣混合后點燃，恰好完全燃燒，放出68.35 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為_______________________。 (2) 已知： 化學鍵 Si—Cl H—H H—Cl Si—Si 鍵能/kJmol－1 360 436 431 176 且硅晶體中每個硅原子和其他4個硅原子形成4個共價鍵，工業(yè)上制取高純硅的反應方程式為：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，該反應的反應熱為________ kJmol－1。 (3) 已知水的比熱容為4.1810－3 kJg-1oC-1。10 g硫黃在O2中完全燃燒生成氣態(tài)SO2，放出的熱量能使500 g H2O的溫度由18 ℃升至62.4 ℃，則硫黃的燃燒熱為_____________，熱化學方程式為__________________________。 【答案】2CH3CH2OH+O22CH3CHO + 2H2O能C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1367 kJ?mol-1+236297 kJ?mol-1S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-297 kJ?mol-1 14．由化學能產生的能量是目前人類使用的主要能源。請回答下列問題： （1）N2和O2在一定條件下反應生成NO2的熱化學方程式為： 1/2N2(g)+O2(g)====NO2(g) ΔH＝+34 kJmol-1。該反應為________（“放熱”“吸熱”）反應。 （2）化學反應中的能量變化源自于化學反應中化學鍵變化時產生的能量變化。下表為一些化學鍵的鍵能： 化學鍵 鍵能（ kJmol-1） 化學鍵 鍵能（ kJmol-1） N≡N 942 H—O 460 N—H 391 O==O 499 H—H 437 ①寫出N2和H2反應合成氨的熱化學方程式________________________。 ② 已知：1 mol H2O(g)轉化為1 mol H2O(l)時放出44.0 kJ的熱量。計算1 g H2完全燃燒時放出的熱量______________。H2O(g)的穩(wěn)定性___________（“大于”“小于”）H2O(l)。 （3）寫出NH3(g)在O2(g)中完全燃燒生成NO2(g)和H2O(g)的熱化學方程式________________。 【答案】吸熱N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-93kJ?mol-1138.75 kJ小于4NH3(g)+7O2(g)==4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 079 kJmol-1 15．工業(yè)合成氨反應：N2＋3H22NH3是一個放熱的可逆反應，反應條件是高溫、高壓，并且需要合適的催化劑。已知形成1 mol H－H鍵、1 mol N－H鍵、1 mol N≡N鍵放出能量分別為436 kJ、391 kJ、946 kJ。則： （1）若1 mol N2完全反應生成NH3可________(填“吸收”或“放出”)熱量________kJ。 （2）如果將1 mol N2和3 mol H2混合，使其充分反應，放出的熱量總小于上述數(shù)值，其原因是____________。 （3）實驗室模擬工業(yè)合成氨時，在容積為2 L的密閉容器內，反應經過10 min后，生成10 mol NH3，則用N2表示的化學反應速率為________molL－1min－1。 （4）一定條件下，當合成氨的反應達到化學平衡時，下列說法正確的是________。 a．正反應速率和逆反應速率相等 b．正反應速率最大，逆反應速率為0 c．N2的轉化率達到最大值 d．N2和H2的濃度相等 e．N2、H2和NH3的體積分數(shù)相等 f．反應達到最大限度 【答案】放出92該反應是可逆反應，1 mol N2和3 mol H2不能完全反應，因此放出能量總是小于92 kJ0.25acf 16．（1）肼（N2H4）可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。 已知：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH1＝－1048.9 kJ/mol N2H4(l)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJ/mol 則N2(g)＋2O2(g)===N2O4 (l) ΔH3＝_________ kJ/mol （2）化學反應中放出的熱能(焓變，ΔH)與反應物和生成物在反應過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關。 已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ/mol，斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ，則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為________kJ。 （3）．根據(jù)以下三個熱化學方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ/mol， 2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－Q3 kJ/mol。 判斷Q1、Q2、Q3三者大小關系_______>________>_______ 【答案】－19.5434 kJQ1Q2Q3 17．完成以下問題： （1）下列反應中，屬于吸熱反應的是______________（填數(shù)字序號）。 ①煅燒石灰石制生石灰 ②燃燒木炭取暖 ③酸堿中和反應 ④鋁粉與氧化鐵粉末在高溫下反應 ⑤生石灰與水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐敗 （2）在一定條件下N2與H2反應生成NH3，請回答： ①若反應物的總能量為E1，生成物的總能最為E2，且E1＞E2，則該反應為____(“吸熱”或“放熱”)反應。 ②已知斷開1molH－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，若1molN2完全反應生成NH3會放出________kJ的熱量。 （3）相對分子質量為72的烷烴的分子式為______________。 （4）有機物的結構可用“鍵線式”表示，如：CH3CH=CHCH3可簡寫為。可簡寫為。玫瑰的香味物質中包含苧烯，苧烯的鍵線式如圖，苧烯的分子式為___________。 【答案】 ① 放熱 -92kJ C5H12 C10H16 【解析】（1）①煅燒石灰石制生石灰是吸熱反應；②燃燒木炭取暖是放熱反應；③酸堿中和反應是放熱反應；④鋁粉與氧化鐵粉末在高溫下發(fā)生鋁熱反應是放熱反應；⑤生石灰與水作用制熟石灰是放熱反應；⑥食物因氧化而腐敗的放熱反應。則屬于吸熱反應的是①； （2）①若反應物的總能量為E1，生成物的總能最為E2，且E1＞E2，這說明反應物的總能量高于生成物的總能量，因此該反應為放熱反應。 ②已知斷開1molH－H鍵，1molN－H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反應熱△H＝（946+3436－23391）kJ/mol＝－92kJ/mol，因此1molN2完全反應生成NH3會放出92kJ的熱量。 （3）烷烴的通式是CnH2n+2，相對分子質量為72的烷烴，則14n+2＝72，解得n＝5，所以分子式為C5H12。 （4）苧烯的鍵線式如圖，則苧烯的分子式為C10H16。 18．依據(jù)敘述，寫出下列反應的熱化學方程式： （1）若適量的N2和O2完全反應，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ熱量。其熱化學方程式為________。 （2）用NA表示阿伏加德羅常數(shù)，在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應中，每有5NA個電子轉移時，放出650 kJ的熱量。其熱化學方程式為______________________________。 （3）已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為________________________________________。 【答案】N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g) ΔH＝+67.8 kJmol－1C2H2(g)＋ O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJmol－1N 2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) ΔH＝－92 kJmol－1 19．白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。 （1）已知298 K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)ΔH1＝－2 983.2 kJmol－1，P(紅磷，s)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s)ΔH2＝－738.5 kJmol－1。則該溫度下白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為_____________。 （2）已知298 K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s) ΔH＝－1 638 kJmol－1。在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應。則所得到的P4O10與P4O6的物質的量之比為__________，反應過程中放出的熱量為__________。 （3）已知白磷和PCl3的分子結構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能(kJmol－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。 則反應P4(白磷，s)＋6Cl2(g)===4PCl3(s)的反應熱ΔH＝______________。 【答案】P4(白磷，s)===4P(紅磷，s) ΔH＝－29.2 kJmol－13∶11 323.45 kJ－1 326 kJmol－1 20．依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。 （1） 在 25℃、 101kPa 下，1g液態(tài)乙醇燃燒生成 CO2 和液態(tài)水時放熱 29.7 kJ。則表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為_____________________________。 （2）已知拆開1mol H－H鍵，1mol N－H 鍵，1mol N≡N 鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2與H2 反應生成NH3 的熱化學方程式為____________________________ 。 （3）① P4（白磷，s） ＋ 5O2（g）＝ P4O10（s） ΔH ＝ －2983.2 kJ/mol② P（紅磷，s） ＋ 5/4O2（g）＝ 1/4 P4O10（s）ΔH ＝ －738.5 kJ/mol，則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為___________________。相同狀況下，能量較低的是_____________。 （4）③C(s)＋ O2(g) ＝ CO(g) ΔH ＝ －110.5 kJmol-1，④ C(s) ＋ O2(g) ＝ CO2(g) ΔH ＝ －393.5 kJmol-1，則燃燒36g C(s)生成CO2，放出的熱量為____。寫出CO燃燒的熱化學方程式__________。 【答案】C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH＝–1366.2kJmol－1 N2(g)+3H2(g) = 2NH3(g) ΔH＝－92kJmol－1P4(白磷，s）＝4 P（紅磷，s）ΔH＝－29.2 kJ/mol紅磷1180.5kJCO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283.0kJmol-1 21．某些化學鍵的鍵能如下表所示(單位kJmol－1)： H-H Br－Br I-I Cl－Cl H-Cl H-I H-Br 鍵能 436.0 193.7 152.7 242.7 431.8 298.7 366 （1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，放出的熱量為_______________kJ。 （2）在一定條件下，1 mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的是________。 A．Cl2>Br2>I2 B．I2>Br2>Cl2 預測1 mol H2在足量F2中燃燒比在足量Cl2中燃燒放熱________________(填“多”或“少”)。 【答案】184.9 A多 【解析】（1）1 mol H2在2 mol Cl2中燃燒，參加反應的H2和Cl2都是1 mol，生成2 molHCl ．放出熱量：431.8 kJmol－12 mol-436.0 kJmol－11 mol-242.7 kJmol－11 mol= 184.9 kJ； （2）在一定條件下，1mol H2 與足量的Cl2、Br2、I2 分別反應，放出熱量分別是 184.9kJ、2366kJ－（436.0kJ+193.7kJ）=102.3kJ、2298.7kJ－（436.0kJ+152.7kJ）=8.7KJ，由多到少的是Cl2＞Br2＞I2，由于F-F鍵能比Cl-Cl鍵鍵能大，由1mol H2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應，放出熱量由多到少的順序可知1mol H2在足量F2中燃燒比在Cl2中放熱多，故答案為：A；多。