《2023年高考化学热点专项导航与精练（新高考专用）》专项18 利用键能计算反应热（解析版）

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第三篇化学反应与能量

专项 18 利用键能计算反应热

键能是指在 101 kPa、298 K 条件下，1 mol 气态 AB 分子生成气态 A原子和 B原子的过程中所吸收的能

量，称为 AB 间共价键的键能。键能是衡量共价键稳定性的一个重要参数。键能越大，即形成共价键时放

出的热量越多，共价键越稳定。例如：① N2分子的化学性质很稳定，是因为 N≡N 的键能很大(946kJ·mol-

1)；② H-F、H-Cl、H-Br、H-I 键的键能依次为 567 kJ·mol-1、431 kJ·mol-1、366 kJ·mol-1、298 kJ·mol-1，键能

逐渐减小，HF、HCl、HBr、HI 分子的稳定性逐渐减弱。③ CH2=CH2中C=C 键的键能(615 kJ·mol-1)小于

C2H6中C-C 键的键能(348 kJ·mol-1)的两倍，CH≡CH 中C≡C 键的键能(812 kJ·mol-1)小于 C-C 键的键能的 3倍，

也小于 C-C 键、C=C 键的键能之和，表明乙烯、乙炔分子中的 π键不如 σ键牢固，比较容易断裂。

化学反应中发生旧化学键断裂和新化学键形成，如果旧化学键断裂所吸收的总能量大于新化学键形成

所放出的总能量，则该化学反应为吸热反应；反之，该化学反应为放热反应。即：能量变化(ΔH)=反应物

的键能总和-生成物键能总和；若ΔH>0，则该反应为吸热反应；若 ΔH<0，则该反应为放热反应。

1．(2022·北京卷)由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )

化学键

键能/ kJ·mol-1 411 318 799 358 452 346 222

A．稳定性：CH4＞SiH4B．键长： C=O＜C-O

C．熔点：CO2＜SiO2D．硬度：金刚石＞晶体硅

【答案】C

【解析】A项，键能越大越稳定，C-H 键能大于 Si-H，所以稳定性：CH4＞SiH4，故不选 A；B项，键

能越大，键长越短，C=O 键能大于 C-O，所以键长：C=O＜C-O，故不选 B；C项，CO2是分子晶体，熔点

由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点 CO2＜SiO2，不能用键能解释熔点 CO2＜SiO2，故选 C；

D项，金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，C-C 的键能大于 Si-Si，所

以硬度：金刚石>晶体硅，故不选 D；故选 C。

2．(2022·浙江省 6月选考)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 H2O2H2O2H2O

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。

3．(2021•浙江 1月选考)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．(2018•天津卷节选)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：

CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)

已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键 C—H H—H C← O(CO)

键能/(kJ·mol-1)413 745 436 1 075

则该反应的 ΔH=　　　　。Å

分别在 v L 恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入 CH4和CO2各1 mol 的混合气体。两

容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是　　　　(填“A”或“B”)。Å

【答案】 +120 kJ·mol-1　B

【解析】根据 ΔH=反应物总键能 -生成物总键能，该反应的 ΔH=(413×4+745×2) kJ·mol-1-(1

075×2+436×2) kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1。该反应为气体分子数增大的吸热反应，恒容时达到的平衡相当于恒

压条件下达到平衡后增大压强，加压平衡向逆反应方向移动，故恒容时反应达平衡后吸收的热量比恒压时

反应达平衡后吸收的热量少。

利用键能计算反应热的方法

(1)熟记反应热 ΔH 的计算公式：ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)

(2)注意特殊物质中键数的判断

利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所

含共价键的种类和数目。

物质

(化学键)

CO2

(C=O)

CH4

(C—H)

(P—P)

SiO2

(Si—O)

石墨

(C—C)

金刚石

(C—C)

(S—S)

(Si—Si)

每个微粒所含

化学键数目 2 4 6 4 1.5 2 8 2

1．(2022·陕西省子洲中学质检)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂 NF3是一种温室气体，在大

气中寿命可达 740 年之久。键能是指破坏(或生成)1mol 化学键所需要吸收(或放出)的能量。结合表中信息，

下列说法正确的是( )

化学键 N≡N F-F N-F

键能(kJ/mol) 941.7 154.8 283.0

A．过程 N2(g)→2N(g)放出能量

B．反应 N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应

C．稳定性：F－F键<N－F键

D．NF3吸收能量后，肯定发生化学反应

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