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第36讲　反应热　热化学方程式
[复习目标]　　1.知道常见的吸热反应和放热反应，了解反应热、焓变的概念以及反应热产生的原因。2.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
考点一　反应热　焓变
1．反应热和焓变
(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境 的热量。
(2)焓变
①焓(H)：与内能有关的物理量。
②焓变(ΔH)：生成物的焓与反应物的焓之差。
③焓变与反应热的关系
等压条件下的反应热等于反应的焓变，常用 表示反应热，常用单位： 。
2．常见的吸热反应和放热反应
吸热反应(ΔH＞0) 放热反应(ΔH＜0)
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ②大多数的分解反应 ③弱电解质的电离 ④盐类水解 ⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应 ①中和反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或氧气的反应 ④铝热反应 ⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ⑥大多数的化合反应
3.吸热、放热的原因分析
(1)从能量图分析
物质能量变化与焓变的关系：ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)。
(2)从化学键变化分析
总结　利用键能计算焓变(ΔH)，通过ΔH的正、负轻松判断化学反应是吸热还是放热。ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和。
1．放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生(　　)
2．可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关(　　)
3．吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量(　　)
4．活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(　　)
一、对反应过程能量图的理解
1．科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图。
回答下列问题：
(1)从状态Ⅰ到状态Ⅲ为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)从状态Ⅰ到状态Ⅱ需要 (填“吸收”或“释放”)能量，CO分子 (填“是”或“否”)需要断键形成C和O。
(3)从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成的化学键是 。
(4)将相同物质的量的CO转化为CO2，CO与O比CO与O2反应放出的热量 (填“多”或“少”)，可能的原因是 。
(5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键 (填“一定”或“不一定”)完全断裂，但一定有新化学键的 。
2．臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。
(1)ΔH (填“>”或“<”)0。
(2)催化反应①是 (填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是 反应。
(3)总反应的活化能是 ，催化反应①的活化能是 ，催化反应②对应的逆反应的活化能是 ，总反应对应的逆反应活化能为 。
3．铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
CO2COHCOO－HCOOH
(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂，哪个更有利于CO2的吸附？ 。简述判断依据：
。
(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH (填“>”或“<”)0。
(3)使用Bi催化剂时，最大能垒是 ，使用Bi2O3催化剂时，最大能垒是 。
(4)由*CO生成*HCOO－的反应为
。
二、根据键能计算焓变
4．CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表：
化学键 C—H C==C C—C H—H
键能/ (kJ·mol－1) 414 615 347 435
则该反应的反应热为 。
5．已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O)：
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N==O
键能/ (kJ·mol－1) 630 243 a 607
则反应2NO(g)＋Cl2(g)??2ClNO(g)的ΔH＝ kJ·mol－1(用含a的代数式表示)。
熟记常见1 mol下列物质中化学键数目：
物质 金刚石 SiO2 P4 CO2 CH4
化学键 C—C Si—O P—P C==O C—H
化学键数目 2NA 4NA 6NA 2NA 4NA
考点二　热化学方程式
1．热化学方程式的概念和意义
(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
(2)意义：既表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示在25 ℃、101 kPa条件下， 。
2．书写热化学方程式的注意事项
(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的 ，固体( )、液体( )、气体( )、水溶液( )，若为同素异形体，还要注明名称。
(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下测定。
(3)热化学方程式中的化学计量数为 。故化学计量数可以是 ，也可以是 。当化学计量数改变时，其ΔH也 的改变。
(4)要注明ΔH的符号：“＋”代表 (常省略)、“－”代表 ，以及单位： 。
一、热化学方程式的正误判断
1．铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是(　　)
A．2FeCO3(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)＋2CO2(g)　ΔH＝－130 kJ·mol－1
B．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝260 kJ·mol－1
C．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－260 kJ·mol－1
D．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝130 kJ·mol－1
2．在一定条件下，将64 g二氧化硫气体氧化成三氧化硫气体时，实验测得放出的热量为78.64 kJ，已知二氧化硫在此条件下的转化率为80%。下列热化学方程式书写正确的是(　　)
A．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)
ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
C．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)
ΔH＝－78.64 kJ·mol－1
D．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝196.6 kJ·mol－1
二、规范书写热化学方程式
3．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为 。
(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是
。
4．分析图像书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式： 。
(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量相对大小，
①D是 (填离子符号)。
②反应B―→A＋C的热化学方程式为
(用离子符号表示)。
1．(2020·天津，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
2．(2022·浙江6月选考，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－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
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－1。下列说法不正确的是(　　)
A．H2的键能为436 kJ·mol－1
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：HOOD．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1
3．[2021·海南，16(1)]已知25 ℃，100 kPa时：1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量。则25 ℃时，CO2(g)与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 。
4．[2021·天津，13(3)]合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式： 。
从能量角度分析，铁触媒的作用是 。
第36讲　反应热　热化学方程式
考点一
归纳整合
1．(1)吸收　(2)③ΔH　kJ·mol－1
3．(2)吸热　>　<　放热
易错辨析
1．×　2.√　3.√　4.×
专项突破
1．(1)放热　(2)吸收　否　(3)碳氧双键(或C==O)　(4)多　CO与O2反应生成CO2需要先吸收能量断裂O2分子中的共价键　(5)不一定　形成
2．(1)<　(2)吸热　放热　(3)E　E1　E2＋|ΔH|
E＋|ΔH|
3．(1)Bi2O3　由图可知，使用Bi2O3催化剂时，相对能量减小得多，趋于更稳定状态　(2)＜
(3)0.38 eV　0.32 eV　(4)*CO＋HCO＋e－===*CO＋*HCOO－
4．125 kJ·mol－1
解析　ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C==C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－435) kJ·mol－1＝125 kJ·mol－1。
5．289－2a
解析　根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能知，ΔH＝2×630 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×(a kJ·mol－1＋607 kJ·mol－1)＝(289－2a) kJ·mol－1。
考点二
归纳整合
1．(2)物质　能量　2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol液态水时放出的热量为571.6 kJ
2．(1)聚集状态　s　l　g　aq　(3)物质的量　整数　分数　同等倍数　(4)吸热　放热　kJ·mol－1
专项突破
1．C　2.A
3．(1)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
(2)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)
ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
4．(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1
(3)①ClO　②3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)
ΔH＝－117 kJ·mol－1
解析　(1)根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝(134－368) kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳定性逐渐降低，能量逐渐增大，则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1 mol H2Se(g)的ΔH＝81 kJ·mol－1，则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1。
(3)D中氯元素的化合价为＋7价，应为ClO；利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH＝(63－60×3) kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1，写出热化学方程式即可。
真题演练　明确考向
1．D
2．C　[根据表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；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 kJ·mol－1＋39 kJ·
mol－1－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)－249 kJ·
mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。]
3．6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH＝2 804 kJ·mol－1
4．N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1　降低反应的活化能

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