资源简介

(共88张PPT)
第38讲
反应热　热化学方程式
1.知道常见的吸热反应和放热反应，理解反应热、焓变及相关概念。
2.了解中和反应反应热的测定方法。
3.能正确书写热化学方程式。
4.会分析化学反应过程中能量变化图像。
5.了解燃烧热的含义和能源及其利用的意义。
复
习
目
标
内
容
索
引
考点一　　反应热　焓变
考点二　　热化学方程式
考点三　　燃烧热　能源
练真题　　明考向
课时精练
反应热　焓变
>
<
考点一
1.反应热和焓变及相关概念
(1)反应热
(2)焓和焓变
等于
2.识记常见的吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④大多数的盐类水解　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应　⑨铝热反应
其中属于放热反应的是____________(填序号，下同)，属于吸热反应的是__________。
③⑥⑦⑧⑨
①②④⑤
3.反应过程中能量变化的原因
(1)从化学键变化分析
吸热
>
<
放热
放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
图示
(2)从反应过程能量图理解
放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
解释与说明 ①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能 ②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能 ③ΔH为该反应过程的反应热 ΔH＝∑E (生成物)－∑E(反应物) ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
1.放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(　　)
2.弱电解质的电离是吸热反应，浓硫酸溶于水是放热反应(　　)
3.反应体系的焓就是体系的内能(　　)
4.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(　　)
×
×
×
×
1.某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，采用50 mL
0.50 mol· L－1盐酸与50 mL 0.55 mol· L－1 NaOH溶液反应，测量中和反应的反应热。
一、中和反应反应热测定
测定操作
Ⅰ.用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度；
Ⅱ.用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ.将NaOH溶液倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
重复上述步骤，记录数据。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是____(填字母)。
a.把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒小烧杯中与盐酸反应
b.用温度计小心搅拌
c.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
d.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动
e.实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
d
(2)NaOH溶液稍过量的原因：_____________________。
确保盐酸被完全中和
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1 g·cm－3，溶液的比热容c＝4.18×10－3 kJ·g－1·
℃－1。某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
计算生成1 mol水的反应热。
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
－51.8 kJ·mol－1
(4)问题讨论
①在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值________(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是__________________________________
____________________________________________________________。
偏低
弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程
②有两组实验：ⅰ.50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·
L－1 NaOH溶液，ⅱ.60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·
L－1 NaOH溶液。实验ⅰ、ⅱ反应放出的热量________(填“相等”或“不相等”，下同)，测得的中和反应反应热________，原因是________________________________________________
___________________。
不相等
相等
中和反应反应热是以生成1 mol液态水为标准的，与反应物的用量无关
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。
二、反应过程中物质能量变化图像
<
吸热
放热
(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__________。
E
E1
E2＋|ΔH|
E＋|ΔH|
3.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与相对能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂，哪种更有利于CO2的吸附？________。简述判断依据：__________________________
___________________________________________。
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)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__________。
＜
0.38 eV
0.32 eV
(4)由 　　生成*HCOO－的反应为
_____________________________
__________。
*HCOO－
三、化学反应的焓变与键能的相互计算
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) 414 615 347 436
则该反应的反应热为________________。
＋124 kJ·mol－1
ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C==C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－436) kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。
5.有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，则表中的x值为______。
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) x 498.8 176
460
返回
已知Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，由图可知，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O,1 mol O2中含有1 mol O==O,1 mol晶体硅中有2 mol Si—Si，则根据反应热与键能关系可得：ΔH＝2×176 kJ·mol－1＋498.8 kJ·mol－1－4x kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，解得x＝460。
热化学方程式
>
<
考点二
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 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
物质
能量
一、热化学方程式的书写及注意事项
1.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1
答案　×　物质未标明聚集状态。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ
答案　×　ΔH单位为kJ·mol－1。
答案　√
(4)在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1
答案　×　SO2与O2的反应为可逆反应，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应，消耗的SO2物质的量小于1 mol。
答案　×　同素异形体应指明名称。
(6)1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1
答案　×　液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应为“－”号。
(5)若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1
2.计算反应热书写热化学方程式。
(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_____________________
_________________________________________。
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝
－534.4 kJ·mol－1
2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
4CuCl(s)＋O2(g)===
(3)断开1 mol H—H,1 mol N—H,1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，写出2 mol NH3分解的热化学方程式：________________________________________
________________。
＋92 kJ·mol－1
2NH3(g)　　N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝
二、提取反应过程图像信息书写热化学方程式
3.分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：________________________________
_____________________。
NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)　
ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1 eV＝96 kJ·mol－1)。
写出该反应的热化学方程式：____________________________
__________________。
M(s)＋CO2(g)===N(s)　ΔH＝
－48.96 kJ·mol－1
(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、　　(x＝1、2、3、4)的能量相对大小，
①D是________(填离子符号)。
②B→A＋C反应的热化学方程式为____________________
________________________________(用离子符号表示)。
＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1
D中氯元素的化合价为＋7价，应为　 　；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。
返回
燃烧热　能源
>
<
考点三
1.燃烧热
(1)概念：在101 kPa时， mol纯物质 生成指定产物时所放出的热量。
(2)意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质
完全燃烧
1
元素 C H S N
指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
2.燃料的选择、能源
(1)燃料选择的原则要综合考虑
①环境保护；②热值大小；③其他因素，如来源、价格、运输、稳定性等。
(2)能源分类及利用
煤
石油
天然气
1.开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量(　　)
2.使用氢气作燃料有助于控制温室效应(　　)
3.101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热(　　)
4.煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能(　　)
5.燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　)
6.空气燃料比越大，燃料燃烧越充分，则燃烧效率一定越高(　　)
7.氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1(　　)
×
√
√
√
√
×
×
1.在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式：_____________________________________
_______________。
S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝
－8a kJ·mol－1
1 mol S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放出的热量为燃烧热，由图可知生成1 mol SO2(g)放出的热量为a kJ，则S8燃烧热的热化学方程式为S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方
程式：____________________________
____________________。
ΔH＝＋b kJ·mol－1
2.长征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质，回答下列问题：
(1)已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构，则肼的结构式为
____________。
(2)下表是常见的键能数据：
化学键 N—H N—N O==O N≡N O—H H—H
键能/ (kJ·mol－1) 386 167 498 946 460 a
已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，则a为________，肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为____________________
_____________________________________。
426
N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－577 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)===
合成氨反应N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，可得(946＋3a－6×386) kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，a＝426。肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(386×4＋167＋498－946－4×460) kJ·mol－1＝－577 kJ·mol－1。
(3)火箭推进剂通常选择液态的H2O2作氧化剂，混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空，试写出该反应的化学方程式：________________________________。
N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑
(4)已知每12.8 g的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，已知1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ的热量，则1 mol的液态肼发生反应生成液态水放出的热量为Q＝________。
816 kJ
每12.8 g(0.4 mol)的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，则1 mol的液态肼生成4 mol液态水所放出的热量Q＝(256×2.5＋4×44) kJ＝816 kJ。
(5)常见的助燃剂有O2、H2O2、NO2，若消耗等物质的量的肼，消耗物质的量最多的助燃剂为________，实际中火箭选择的助燃剂是NO2，主要考虑的因素可能是________________________________。
H2O2
高温下稳定，且更容易液化储存
返回
练真题 明考向
1.(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A.液氮－液氢 B.液氧－液氢
C.液态NO2－肼 D.液氧－煤油
√
1
2
3
4
液氮较稳定，氢气不能在氮气中燃烧，液氮－液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意。
2.[2023·北京，16(2)]二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是
______(填序号)。
a.活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b.ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c.CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4
1
2
3
4
ab
1
2
3
4
反应ⅰ的活化能是E1，反应ⅱ的活化能是E3，E1从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，b项正确；
总反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c项错误。
3.(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：
1
2
3
4
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
√
1
2
3
4
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；
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
1
2
3
4
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。
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
4.按要求书写热化学方程式。
(1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发
吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________
________________。
1
2
3
4
－286 kJ·mol－1
1
2
3
4
298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋
O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。
(2)[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______________________________
_______________________________。
1
2
3
4
6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH＝＋2 804 kJ·mol－1
(3)[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___________________。
N2(g)＋
2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1
3H2(g)
降低反应的活化能
返回
课时精练
1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是
A.直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B.天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用
　价值
D.地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；
C项，有时需通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，错误；
D项，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2.已知2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，下列对该反应的说法正确的是
A.因该反应为放热反应，故不加热就可发生
B.相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的
　能量
C.相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量
D.达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
放热反应与反应条件无关，可能需要加热才能发生，A错误；
由该反应为放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)与1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量，B错误、C正确；
平衡时，各物质的浓度是否相等与起始量、转化率有关，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3.某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果数值偏高
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；
B项，铝片更换为等质量的铝粉，没有改变反应物的本质，放出的热量不变，错误；
C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；
D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果数值偏高，正确。
4.研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.HNC比HCN更稳定
B.HCN转化为HNC，反应条件一定要加热
C.HNC(g)　　HCN(g)　ΔH＝－59.3 kJ·mol－1
D.加入催化剂，可以减小反应的热效应
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
能量越低越稳定，根据图示，等物质的量的HNC比HCN的能量高，HCN比HNC更稳定，A错误；
HCN转化为HNC是吸热反应，吸热反应的发生不一定需要加热，B错误；
加入催化剂，能降低反应的活化能，反应的热效应不变，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
5.工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是
A.2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1
B.2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C.SO2(g)＋ O2(g)　　SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
D.SO2(g)＋ O2(g)　　SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2 mol SO3、1 mol O2充入恒容容器中，达平衡时，SO2的转化率为50%，则反应了的SO2的物质的量为1 mol，放出热量98.3 kJ，故热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1或SO2(g)＋　O2(g)　　SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。
6.丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)
②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→　　　　 　　＋HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A.反应①与②均为吸热反应
B.反应②使用了催化剂
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应②是否使用催化剂，B说法错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
7.某反应2A===3B，它的反应能量变化曲线如图所示，下列有关叙述正确的是
A.该反应为吸热反应
B.A比B更稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变
D.整个反应的ΔH＝E1－E2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
由图像可知物质A、B的能量相对大小，A比B能量高，B更稳定，所以A→B释放能量，是放热反应，A、B错误；
催化剂能改变反应途径和活化能大小，但不能改变焓变，C错误。
8.根据下列已知条件，所写热化学方程式正确的是
A.H2的燃烧热为a kJ·mol－1：H2(g)＋Cl2(g)　　　2HCl(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
B.1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ：2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　
　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C.H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)
===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D.96 g O2(g)能量比96 g O3(g)的能量低b kJ：3O2(g)　　2O3(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
9.反应M＋Z―→Q(ΔH＜0)分两步进行：①M＋Z―→X(ΔH＞0)，②X―→Q(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
√
M＋Z―→Q(ΔH<0)是放热反应，M和Z的能量之和大于Q；由①M＋Z―→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应，则M和Z的能量之和小于X；由②X―→Q(ΔH<0)是放热反应，故X的能量大于Q；综上可知，只有图像D符合。
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＝－482 kJ·mol－1
10.(2021·浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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
√
设O==O的键能为x，则(2×436 kJ·mol－1＋x)－2×2×463 kJ·mol－1＝－482 kJ·mol－1，x＝498 kJ·mol－1，所以2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ·mol－1，D正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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＝－482 kJ·mol－1
11.下列示意图表示正确的是
A.甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　
　ΔH＝＋26.7 kJ·mo1－1反应的能量变化
B.乙图表示碳的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓
　度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液
　混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知
　V1＋V2＝60 mL)
D.已知稳定性顺序：B　B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
甲图中反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应，故A错误；
乙图体现的是CO2转化成CO的能量变化，而碳的燃烧热是1 mol C全部转化成CO2放出的热量，故B错误；
丙图中V2为20 mL时，温度最高，说明此时酸碱反应完全，又因为实验中始终保持V1＋V2＝60 mL，则V1＝40 mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4可知，H2SO4和NaOH溶液的浓度不同，故C错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
12.C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法正确的是
A.该转化过程ΔH>0
B.在此反应过程中Ni的成键数目未发生
　变化
C.该反应过程中，最大能垒(活化能)为
　204.32 kJ·mol－1
D.整个过程中，Ni是该反应的催化剂
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
据反应物和生成物所具有的能量可以判断出，该反应为放热反应，故A错误；
根据图示，过渡态1中Ni的成键数目为2，过渡态2中Ni的成键数目为
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
3，反应过程中Ni的成键数目发生了变化，故B错误；
根据图示，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32 kJ·mol－1，故C正确；
根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故D错误。
13.(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋ O2(g)===CO2(g)＋
2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a____(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
＜
该反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________________
_______________________________。
2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋
CO2(g)　ΔH＝－290.0 kJ·mol－1
当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，该反应的热化学方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－145.0 kJ·mol－1×2＝－290.0 kJ·
mol－1。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为__________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
98.0 kJ
4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的
热量为 　　　 kJ＝ 98.0 kJ。
化学键
键能/ (kJ·mol－1) 436 326 803 464 414
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
写出该反应的热化学方程式：______________________________________________
______________。
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝
－46 kJ·mol－1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
由反应图示可知图形与化学键对应关系为

H—H C—O C==O O—H C—H
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×803 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－3×
414 kJ·mol－1－326 kJ·mol－1－3×464 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1。
14.(1)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。若用　 　、 、
　、　　分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是_____(填字母)，其理由是_________________________________________________________________________
____________________________________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
B
A→B是甲烷中的C—H断裂过程，断键吸热，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放热，B的能量大于C
(2)[2021·海南，16(2)]已知：CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。25 ℃，
100 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知O==O、C≡O的键焓分别为495 kJ·mol－1、799 kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为________kJ·mol－1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
664.75
(3)[2021·湖北，19(1)]反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)　　C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·
mol－1；
已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol－1，E(H—H)＝436 kJ·mol－1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为______kJ。
271
反应Ⅰ中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故416 kJ·mol－1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol－1。
(4)CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示：
反应历程中活化能(能垒)最大的化学方程式
为_____________________________________，CO2(g)＋H2(g)===·CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝___________eV·mol－1。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
－2.05NA
返回1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　　)
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
2．已知2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，下列对该反应的说法正确的是(　　)
A．因该反应为放热反应，故不加热就可发生
B．相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量
C．相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量
D．达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等
3．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果数值偏高
4．研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．HNC比HCN更稳定
B．HCN转化为HNC，反应条件一定要加热
C．HNC(g)??HCN(g)　ΔH＝－59.3 kJ·mol－1
D．加入催化剂，可以减小反应的热效应
5．工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
D．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
6．丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)
②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3HCH3(g)＋HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．反应①与②均为吸热反应
B．反应②使用了催化剂
C．产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3HCH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)转变为CH3HCH3(g)放出热量
7．某反应2A===3B，它的反应能量变化曲线如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该反应为吸热反应
B．A比B更稳定
C．加入催化剂会改变反应的焓变
D．整个反应的ΔH＝E1－E2
8．根据下列已知条件，所写热化学方程式正确的是(　　)
A．H2的燃烧热为a kJ·mol－1：H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
B．1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D．96 g O2(g)能量比96 g O3(g)的能量低b kJ：3O2(g)??2O3(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
9．反应M＋Z―→Q(ΔH＜0)分两步进行：①M＋Z―→X(ΔH＞0)，②X―→Q(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)
10．(2021·浙江1月选考，20)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＝－482 kJ·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
11．下列示意图表示正确的是(　　)
A．甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋26.7 kJ·mo1－1反应的能量变化
B．乙图表示碳的燃烧热
C．丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1＋V2＝60 mL)
D．已知稳定性顺序：B12．C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法正确的是(　　)
A．该转化过程ΔH>0
B．在此反应过程中Ni的成键数目未发生变化
C．该反应过程中，最大能垒(活化能)为204.32 kJ·mol－1
D．整个过程中，Ni是该反应的催化剂
13．(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a____(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为____________。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
化学键
键能/ (kJ·mol－1) 436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
14．(1)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。若用、、、分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是__________(填字母)，其理由是________________
_____________________________________________________________________________。
(2)[2021·海南，16(2)]已知：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。25 ℃，100 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知O==O、C≡O的键焓分别为495 kJ·mol－1、799 kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为________kJ·mol－1。
(3)[2021·湖北，19(1)]反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1；
已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol－1，E(H—H)＝436 kJ·mol－1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为________kJ。
(4)CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示：
反应历程中活化能(能垒)最大的化学方程式为_____________________________________，
CO2(g)＋H2(g)===·CO(g)＋H2O(g)　
ΔH＝________eV·mol－1。
1．B　2.C　
3．D　[A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为等质量的铝粉，没有改变反应物的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果数值偏高，正确。]
4．C　[能量越低越稳定，根据图示，等物质的量的HNC比HCN的能量高，HCN比HNC更稳定，A错误；HCN转化为HNC是吸热反应，吸热反应的发生不一定需要加热，B错误；加入催化剂，能降低反应的活化能，反应的热效应不变，D错误。]
5．C　[2 mol SO3、1 mol O2充入恒容容器中，达平衡时，SO2的转化率为50%，则反应了的SO2的物质的量为1 mol，放出热量98.3 kJ，故热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1或SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。]
6．B　[催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应②是否使用催化剂，B说法错误。]
7．D　[由图像可知物质A、B的能量相对大小，A比B能量高，B更稳定，所以A→B释放能量，是放热反应，A、B错误；催化剂能改变反应途径和活化能大小，但不能改变焓变，C错误。]
8．D　9.D　10.D
11．D　[甲图中反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应，故A错误；乙图体现的是CO2转化成CO的能量变化，而碳的燃烧热是1 mol C全部转化成CO2放出的热量，故B错误；丙图中V2为20 mL时，温度最高，说明此时酸碱反应完全，又因为实验中始终保持V1＋V2＝60 mL，则V1＝40 mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4可知，H2SO4和NaOH溶液的浓度不同，故C错误。]
12．C　[据反应物和生成物所具有的能量可以判断出，该反应为放热反应，故A错误；根据图示，过渡态1中Ni的成键数目为2，过渡态2中Ni的成键数目为3，反应过程中Ni的成键数目发生了变化，故B错误；根据图示，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32 kJ·
mol－1，故C正确；根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故D错误。]
13．(1)＜　(2)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290.0 kJ·mol－1
(3)98.0 kJ 　(4)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1
14．(1)B　A→B是甲烷中的C—H断裂过程，断键吸热，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放热，B的能量大于C　(2)664.75　(3)271　(4)·CO2＋·H＋H2(g)===·HOCO＋H2(g)　－2.05NA
解析　(3)反应Ⅰ中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故416 kJ·mol－1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol－1。第38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，理解反应热、焓变及相关概念。2.了解中和反应反应热的测定方法。3.能正确书写热化学方程式。4.会分析化学反应过程中能量变化图像。5.了解燃烧热的含义和能源及其利用的意义。
考点一　反应热　焓变
1．反应热和焓变及相关概念
(1)反应热
(2)焓和焓变
2．识记常见的吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④大多数的盐类水解　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应　⑨铝热反应
其中属于放热反应的是______________(填序号，下同)，属于吸热反应的是__________。
答案　③⑥⑦⑧⑨　①②④⑤
3．反应过程中能量变化的原因
(1)从化学键变化分析
(2)从反应过程能量图理解
放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
图示
解释与说明 ①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能 ②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能 ③ΔH为该反应过程的反应热 ΔH＝∑E (生成物)－∑E(反应物) ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
1．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(　　)
2．弱电解质的电离是吸热反应，浓硫酸溶于水是放热反应(　　)
3．反应体系的焓就是体系的内能(　　)
4．活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.×
一、中和反应反应热测定
1．某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，采用50 mL 0.50 mol· L－1盐酸与50 mL 0.55 mol· L－1 NaOH溶液反应，测量中和反应的反应热。
测定操作
Ⅰ.用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度；
Ⅱ.用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ.将NaOH溶液倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
重复上述步骤，记录数据。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是________(填字母)。
a．把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒小烧杯中与盐酸反应
b．用温度计小心搅拌
c．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
d．用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动
e．实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
(2)NaOH溶液稍过量的原因：_____________________________________________。
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1 g·cm－3，溶液的比热容c＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1。某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
计算生成1 mol水的反应热。
ΔH＝－＝________(保留小数点后一位)。
(4)问题讨论
①在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值________(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是________________________
________________________________________________________________________。
②有两组实验：ⅰ.50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，ⅱ.60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液。实验ⅰ、ⅱ反应放出的热量________(填“相等”或“不相等”，下同)，测得的中和反应反应热________，原因是__________
________________________________________________________________________。
答案　(1)d　(2)确保盐酸被完全中和　(3)－51.8 kJ·mol－1　(4)①偏低　弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程　②不相等　相等　中和反应反应热是以生成1 mol液态水为标准的，与反应物的用量无关
二、反应过程中物质能量变化图像
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____________。
答案　(1)<　(2)吸热　放热　(3)E　E1　E2＋|ΔH|　E＋|ΔH|
3．铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历程与相对能量变化如图所示，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，哪种更有利于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___________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(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－
解析　(3)使用Bi催化剂时，*CO2→*CO过程中的活化能最大，为－0.51 eV－(－0.89 eV)＝0.38 eV，使用Bi2O3催化剂时，*CO→*CO＋*HCOO－过程的活化能最大，为－2.54 eV－(－2.86 eV)＝0.32 eV。
三、化学反应的焓变与键能的相互计算
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) 414 615 347 436
则该反应的反应热为____________。
答案　＋124 kJ·mol－1
解析　ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C==C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－436) kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。
5．有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，则表中的x值为________。
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) x 498.8 176
答案　460
解析　已知Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，由图可知，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O,1 mol O2中含有1 mol O==O,1 mol晶体硅中有2 mol Si—Si，则根据反应热与键能关系可得：ΔH＝2×176 kJ·mol－1＋498.8 kJ·mol－1－4x kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，解得x＝460。
考点二　热化学方程式
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物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_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。
一、热化学方程式的书写及注意事项
1．判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(　　)
答案　×　物质未标明聚集状态。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ(　　)
答案　×　ΔH单位为kJ·mol－1。
(3)已知N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，则NH3(g)??N2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋46 kJ·mol－1(　　)
答案　√
(4)在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1(　　)
答案　×　SO2与O2的反应为可逆反应，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应，消耗的SO2物质的量小于1 mol。
(5)若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1(　　)
答案　×　同素异形体应指明名称。
(6)1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1(　　)
答案　×　液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应为“－”号。
2．计算反应热书写热化学方程式。
(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___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
(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_______________________
________________________________________________________________________。
答案　4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
(3)断开1 mol H—H,1 mol N—H,1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，写出2 mol NH3分解的热化学方程式：__________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　2NH3(g)??N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋92 kJ·mol－1
二、提取反应过程图像信息书写热化学方程式
3．分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1 eV＝96 kJ·mol－1)。
写出该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)。
②B→A＋C反应的热化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________________(用离子符号表示)。
答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)M(s)＋CO2(g)===N(s)　ΔH＝－48.96 kJ·mol－1
(3)①ClO　②3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1
解析　(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。
考点三　燃烧热　能源
1．燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
(2)意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质
元素 C H S N
指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
2.燃料的选择、能源
(1)燃料选择的原则要综合考虑
①环境保护；②热值大小；③其他因素，如来源、价格、运输、稳定性等。
(2)能源分类及利用
1．开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量(　　)
2．使用氢气作燃料有助于控制温室效应(　　)
3．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热(　　)
4．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能(　　)
5．燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　)
6．空气燃料比越大，燃料燃烧越充分，则燃烧效率一定越高(　　)
7．氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1(　　)
答案　1.√　2.√　3.×　4.√　5.√　6.×　7．×
1．在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式：_____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式：____________________________。
答案　(1)S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1　(2)SO3(g)===SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
解析　(1)1 mol S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放出的热量为燃烧热，由图可知生成1 mol SO2(g)放出的热量为a kJ，则S8燃烧热的热化学方程式为S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1。
2．长征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质，回答下列问题：
(1)已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构，则肼的结构式为________。
(2)下表是常见的键能数据：
化学键 N—H N—N O==O N≡N O—H H—H
键能/ (kJ·mol－1) 386 167 498 946 460 a
已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，则a为________，肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为_________________________
________________________________________________________________________。
(3)火箭推进剂通常选择液态的H2O2作氧化剂，混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空，试写出该反应的化学方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知每12.8 g的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，已知1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ的热量，则1 mol的液态肼发生反应生成液态水放出的热量为Q＝________。
(5)常见的助燃剂有O2、H2O2、NO2，若消耗等物质的量的肼，消耗物质的量最多的助燃剂为________，实际中火箭选择的助燃剂是NO2，主要考虑的因素可能是_________________
_____________________________________________________________________________。
答案　(1)　(2)426　N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－577 kJ·mol－1　(3)N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑　(4)816 kJ　(5)H2O2　高温下稳定，且更容易液化储存
解析　(2)合成氨反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，可得(946＋3a－6×386) kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，a＝426。肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(386×4＋167＋498－946－4×460) kJ·mol－1＝－577 kJ·mol－1。(4)每12.8 g(0.4 mol)的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，则1 mol的液态肼生成4 mol液态水所放出的热量Q＝(256×2.5＋4×44) kJ＝816 kJ。
1．(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　　)
A．液氮－液氢 B．液氧－液氢
C．液态NO2－肼 D．液氧－煤油
答案　A
解析　液氮较稳定，氢气不能在氮气中燃烧，液氮－液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意。
2．[2023·北京，16(2)]二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是____________(填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4
答案　ab
解析　反应ⅰ的活化能是E1，反应ⅱ的活化能是E3，E13．(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
答案　C
解析　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。
4．按要求书写热化学方程式。
(1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)[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________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)[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_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1　(2)6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH＝＋2 804 kJ·mol－1
(3)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1　降低反应的活化能
解析　(1)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。
课时精练
1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　　)
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
答案　B
解析　A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；C项，有时需通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，错误；D项，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2．已知2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，下列对该反应的说法正确的是(　　)
A．因该反应为放热反应，故不加热就可发生
B．相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量
C．相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量
D．达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等
答案　C
解析　放热反应与反应条件无关，可能需要加热才能发生，A错误；由该反应为放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)与1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量，B错误、C正确；平衡时，各物质的浓度是否相等与起始量、转化率有关，D错误。
3．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果数值偏高
答案　D
解析　A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为等质量的铝粉，没有改变反应物的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果数值偏高，正确。
4．研究表明，在一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．HNC比HCN更稳定
B．HCN转化为HNC，反应条件一定要加热
C．HNC(g)??HCN(g)　ΔH＝－59.3 kJ·mol－1
D．加入催化剂，可以减小反应的热效应
答案　C
解析　能量越低越稳定，根据图示，等物质的量的HNC比HCN的能量高，HCN比HNC更稳定，A错误；HCN转化为HNC是吸热反应，吸热反应的发生不一定需要加热，B错误；加入催化剂，能降低反应的活化能，反应的热效应不变，D错误。
5．工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
D．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
答案　C
解析　2 mol SO3、1 mol O2充入恒容容器中，达平衡时，SO2的转化率为50%，则反应了的SO2的物质的量为1 mol，放出热量98.3 kJ，故热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1或SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。
6．丙烷与溴原子能发生以下两种反应：
①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)
②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3HCH3(g)＋HBr(g)
反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．反应①与②均为吸热反应
B．反应②使用了催化剂
C．产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3HCH3(g)低
D．CH3CH2CH2·(g)转变为CH3HCH3(g)放出热量
答案　B
解析　催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应②是否使用催化剂，B说法错误。
7．某反应2A===3B，它的反应能量变化曲线如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该反应为吸热反应
B．A比B更稳定
C．加入催化剂会改变反应的焓变
D．整个反应的ΔH＝E1－E2
答案　D
解析　由图像可知物质A、B的能量相对大小，A比B能量高，B更稳定，所以A→B释放能量，是放热反应，A、B错误；催化剂能改变反应途径和活化能大小，但不能改变焓变，C错误。
8．根据下列已知条件，所写热化学方程式正确的是(　　)
A．H2的燃烧热为a kJ·mol－1：H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
B．1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D．96 g O2(g)能量比96 g O3(g)的能量低b kJ：3O2(g)??2O3(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1
答案　D
9．反应M＋Z―→Q(ΔH＜0)分两步进行：①M＋Z―→X(ΔH＞0)，②X―→Q(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)
答案　D
解析　M＋Z―→Q(ΔH<0)是放热反应，M和Z的能量之和大于Q；由①M＋Z―→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应，则M和Z的能量之和小于X；由②X―→Q(ΔH<0)是放热反应，故X的能量大于Q；综上可知，只有图像D符合。
10．(2021·浙江1月选考，20)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＝－482 kJ·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　设O==O的键能为x，则(2×436 kJ·mol－1＋x)－2×2×463 kJ·mol－1＝－482 kJ·mol－1，x＝498 kJ·mol－1，所以2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ·mol－1，D正确。
11．下列示意图表示正确的是(　　)
A．甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋26.7 kJ·mo1－1反应的能量变化
B．乙图表示碳的燃烧热
C．丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1＋V2＝60 mL)
D．已知稳定性顺序：B答案　D
解析　甲图中反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应，故A错误；乙图体现的是CO2转化成CO的能量变化，而碳的燃烧热是1 mol C全部转化成CO2放出的热量，故B错误；丙图中V2为20 mL时，温度最高，说明此时酸碱反应完全，又因为实验中始终保持V1＋V2＝60 mL，则V1＝40 mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4可知，H2SO4和NaOH溶液的浓度不同，故C错误。
12．C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法正确的是(　　)
A．该转化过程ΔH>0
B．在此反应过程中Ni的成键数目未发生变化
C．该反应过程中，最大能垒(活化能)为204.32 kJ·mol－1
D．整个过程中，Ni是该反应的催化剂
答案　C
解析　据反应物和生成物所具有的能量可以判断出，该反应为放热反应，故A错误；根据图示，过渡态1中Ni的成键数目为2，过渡态2中Ni的成键数目为3，反应过程中Ni的成键数目发生了变化，故B错误；根据图示，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32 kJ·mol－1，故C正确；根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故D错误。
13．(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a____(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为____________。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
化学键
键能/ (kJ·mol－1) 436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________。
答案　(1)＜　(2)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290.0 kJ·mol－1
(3)98.0 kJ 　(4)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1
解析　(1)该反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。
(2)当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，该反应的热化学方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　 ΔH＝－145.0 kJ·mol－1×2＝－290.0 kJ·mol－1。
(3)4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ＝ 98.0 kJ。
(4)由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H C—O C==O O—H C—H
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×803 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－3×414 kJ·mol－1－326 kJ·mol－1－3×464 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1。
14．(1)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。若用、、、分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能量状态最高的是__________(填字母)，其理由是__________
________________________________________________________________________。
(2)[2021·海南，16(2)]已知：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。25 ℃，100 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知O==O、C≡O的键焓分别为495 kJ·mol－1、799 kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键的键焓为________kJ·mol－1。
(3)[2021·湖北，19(1)]反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)??C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1；
已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol－1，E(H—H)＝436 kJ·mol－1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为____________________kJ。
(4)CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示：
反应历程中活化能(能垒)最大的化学方程式为________________，CO2(g)＋H2(g)===·CO(g)＋H2O(g)　 ΔH＝________eV·mol－1。
答案　(1)B　A→B是甲烷中的C—H断裂过程，断键吸热，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放热，B的能量大于C　(2)664.75　(3)271　(4)·CO2＋·H＋H2(g)===·HOCO＋H2(g)　－2.05NA
解析　(3)反应Ⅰ中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故416 kJ·mol－1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol－1。第38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，理解反应热、焓变及相关概念。2.了解中和反应反应热的测定方法。3.能正确书写热化学方程式。4.会分析化学反应过程中能量变化图像。5.了解燃烧热的含义和能源及其利用的意义。
考点一　反应热　焓变
1．反应热和焓变及相关概念
(1)反应热
(2)焓和焓变
2．识记常见的吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④大多数的盐类水解　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧
⑧金属与酸的置换反应　⑨铝热反应
其中属于放热反应的是______________(填序号，下同)，属于吸热反应的是__________。
3．反应过程中能量变化的原因
(1)从化学键变化分析
(2)从反应过程能量图理解
放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
图示
解释与说明 ①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能 ②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能 ③ΔH为该反应过程的反应热 ΔH＝∑E (生成物)－∑E(反应物) ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
1．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(　　)
2．弱电解质的电离是吸热反应，浓硫酸溶于水是放热反应(　　)
3．反应体系的焓就是体系的内能(　　)
4．活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(　　)
一、中和反应反应热测定
1．某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，采用50 mL 0.50 mol· L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·
L－1 NaOH溶液反应，测量中和反应的反应热。
测定操作
Ⅰ.用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度；
Ⅱ.用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ.将NaOH溶液倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
重复上述步骤，记录数据。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是________(填字母)。
a．把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒小烧杯中与盐酸反应
b．用温度计小心搅拌
c．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
d．用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动
e．实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
(2)NaOH溶液稍过量的原因：______________________________________________。
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1 g·cm－3，溶液的比热容c＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1。某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
计算生成1 mol水的反应热。
ΔH＝－＝__________(保留小数点后一位)。
(4)问题讨论
①在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值____(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是_________________________________________
______________________________________________________________________________。
②有两组实验：ⅰ.50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，ⅱ.60 mL 0.50 mol·
L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液。实验ⅰ、ⅱ反应放出的热量______(填“相等”或“不相等”，下同)，测得的中和反应反应热________，原因是_____________________
______________________________________________________________________________。
二、反应过程中物质能量变化图像
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。其反应历程与相对能量变化如图所示，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，哪种更有利于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__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
三、化学反应的焓变与键能的相互计算
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) 414 615 347 436
则该反应的反应热为____________。
5．有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，则表中的x值为________。
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) x 498.8 176
考点二　热化学方程式
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，______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
一、热化学方程式的书写及注意事项
1．判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(　　)
______________________________________________________________________________
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ(　　)
______________________________________________________________________________
(3)已知N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，则NH3(g)??N2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋46 kJ·mol－1(　　)
______________________________________________________________________________
(4)在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1(　　)
______________________________________________________________________________
(5)若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1(　　)
______________________________________________________________________________
(6)1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1(　　)
______________________________________________________________________________
2．计算反应热书写热化学方程式。
(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______________________________
______________________________________________________________________________。
(3)断开1 mol H—H,1 mol N—H,1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，写出2 mol NH3分解的热化学方程式：_________________________________________________
______________________________________________________________________________。
二、提取反应过程图像信息书写热化学方程式
3．分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：_____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1 eV＝96 kJ·mol－1)。写出该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)。
②B→A＋C反应的热化学方程式为_______________________________________________
________________________________________________________________________(用离子符号表示)。
考点三　燃烧热　能源
1．燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，____ mol纯物质____________生成指定产物时所放出的热量。
(2)意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质
元素 C H S N
指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
2.燃料的选择、能源
(1)燃料选择的原则要综合考虑
①环境保护；②热值大小；③其他因素，如来源、价格、运输、稳定性等。
(2)能源分类及利用
1．开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量(　　)
2．使用氢气作燃料有助于控制温室效应(　　)
3．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热(　　)
4．煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能(　　)
5．燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　)
6．空气燃料比越大，燃料燃烧越充分，则燃烧效率一定越高(　　)
7．氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1(　　)
1．在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式：____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式：____________________________________。
2．长征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质，回答下列问题：
(1)已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构，则肼的结构式为_______________________________________________________________________________。
(2)下表是常见的键能数据：
化学键 N—H N—N O==O N≡N O—H H—H
键能/ (kJ·mol－1) 386 167 498 946 460 a
已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝－92 kJ·mol－1，则a为________，肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)火箭推进剂通常选择液态的H2O2作氧化剂，混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空，试写出该反应的化学方程式：____________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)已知每12.8 g的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，已知1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ的热量，则1 mol的液态肼发生反应生成液态水放出的热量为Q＝________。
(5)常见的助燃剂有O2、H2O2、NO2，若消耗等物质的量的肼，消耗物质的量最多的助燃剂为____________________，实际中火箭选择的助燃剂是NO2，主要考虑的因素可能是________________________________________________________________________。
1．(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　　)
A．液氮－液氢 B．液氧－液氢
C．液态NO2－肼 D．液氧－煤油
2．[2023·北京，16(2)]二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是____________(填序号)。
a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ
b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应
c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4
3．(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
4．按要求书写热化学方程式。
(1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________________________。
(2)[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______________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(3)[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_______________________________________________
_____________________________________________________________________________。

展开更多......

收起↑