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第 17 讲 化学能与热量
学习目标
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应等概念。
3．了解焓变与反应热的含义。
4．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。理解盖斯定律，并能运用盖
斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
5．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作
用。
知识清单
知识点 1 焓变、热化学方程式
1．焓变、反应热
(1)焓与焓变
(2)反应热和焓变的关系
反应热是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。恒压条件下进行的化学反应的焓变等
于反应热，因此常用ΔH 表示反应热。
2．焓变计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
(3)根据化学反应过程中的能量变化来计算
图示
意义 a 表示正反应的活化能；b 表示逆反应的活化能；c 表示该反应的反应热
图 1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1 －＝－c kJ·mol 1，表示放热反应
ΔH
－
图 2：ΔH＝(a－b)kJ·mol 1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应
3．放热反应与吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析
(2)从化学键变化的角度分析
(3)常见的放热与吸热反应
放热反应 吸热反应
①可燃物的燃烧 ①弱电解质的电离
②酸碱中和反应 ②盐类的水解反应
③金属与酸的置换反应 ③Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反
常见反应
④物质的缓慢氧化 应
⑤铝热反应 ④C和 H2O(g)、C和 CO2的反应
⑥大多数化合反应 ⑤大多数的分解反应
[名师点拨] (1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
(2)催化剂能降低反应所需的活化能，但不影响焓变的大小。
(3)化学反应一定伴随着能量的变化，其能量变化主要表现为热量的变化，但这并不是
唯一的表现形式，如发光、发电等。有能量变化的过程并不一定是化学变化过程，如物质的
三态变化时伴随着能量的变化。
(4)物质具有的能量越低，物质的稳定性越强。
(5)正确理解活化能与反应热的关系
①催化剂能降低反应所需的活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
4．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示 25 ℃、101 kPa 条件下，2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应生成 2 mol 液态水时放出
571.6_kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写
书写步骤
[名师点拨] (1)热化学方程式区别与普通方程式，一般不注“↑”“↓”以及“点
燃”“加热”等。
(2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的“物质的量”，可以
是整数，也可以是分数。
(3)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外，还要注明名称。
(4)ΔH 表示反应完全进行时的热量变化，与反应是否可逆无关。如 N2(g)＋
3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示 25℃、101 kPa条件下 1 mol N2和 3 mol
H2完全反应生成 2 mol NH3可释放 92.4 kJ热量。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(3)同温同压下，反应 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同( )
(4)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定( )
(5)800 ℃、30 MPa 下，将 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成
NH3(g)，放热 19.3 kJ，热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol
－1( )
例 2．研究表明 N ＋2O与 CO在 Fe 作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说
法错误的是( )
A．反应总过程ΔH＜0
B．Fe＋使反应的活化能减小
C．FeO＋是该反应的催化剂
D．Fe＋＋N O―→FeO＋2 ＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应
例 3．由 N2O和 NO反应生成 N2和 NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应生成 1 mol N2时转移 4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)
ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
知识点 2 燃烧热、中和热、能源
1．燃烧热
2．中和热
(1)中和热的概念及表示方法
(2)中和热的测定
①实验装置
②测定原理
（m ＋m ）·c·（t －t ）
ΔH＝－ 酸 碱 终 始 ，其中 c＝4.18 J g－· 1 － －·℃ 1＝4.18×10 3 kJ －·g 1·℃
n
－1；
n 为生成 H2O的物质的量。
③注意事项
a．泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中热量的损失。
b．测量时盐酸和 NaOH溶液的体积均为 50 mL，为保证盐酸完全中和，采取的措施是
碱的浓度略大于盐酸(即碱稍过量)。
3．能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，
使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
[名师点拨] (1)有关燃烧热的判断，一看是否以 1 mol可燃物为标准，二看是否生成稳
定化合物。
(2)中和反应的实质是 H＋和 OH－反应生成 H2O，若反应过程中有其他物质生成(如生成
不溶性物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和热之内，如 H2SO4与 Ba(OH)2反应生
成 1 mol H2O(l)，同时还生成 BaSO4沉淀，故放出的热量大于 57.3 kJ。
(3)由于中和反应和燃烧都是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，如甲
烷的燃烧热为 890 kJ·mol－1或ΔH＝－890 kJ·mol－1。
(4)有关中和热的判断，一看是否以生成 1 mol H2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应
充分考虑弱酸、弱碱，电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)S(s) 3＋ O2(g)===SO3(g)
2
ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)(ΔH 的数值正确)( )
(2)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol－1 1，则 C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
2
ΔH＝－1 400 kJ·mol－1( )
(3)已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－
1( )
(4)煤、石油、天然气均为化石能源，是可再生能源( )
(5)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( )
例 2．(2021·无锡模拟)以太阳能为热源分解 Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2
的过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．过程Ⅰ中的能量转化形式是太阳能→化学能
B．过程Ⅰ中每消耗 116 g Fe3O4转移 2 mol电子
△
C．过程Ⅱ的化学方程式为 3FeO＋H2O===== Fe3O4＋H2↑
D．铁氧化合物循环制 H2具有节约能源、产物易分离等优点
例 3．填写下列空白：
(1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1, 则 CO(g)的燃烧热是
________________________________________________________________________。
(2)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol－1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为________
________________________________________________________________________。
(3)氢气的燃烧热为 285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为____________________
________________________________________________。
(4)已知中和反应的中和热为 57.3 kJ·mol－1。则 Ba(OH)2和盐酸反应，表示中和热的热化
学方程式为__________________________________________________________________。
(5)C H (l) 258 18 ＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，C8H18的燃烧热为
2
________________________________________________________________________。
知识点 3 盖斯定律、反应热的计算与比较
1．盖斯定律
(1)内容：一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学
反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
(3)应用
①计算反应热。如
a．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
b．C(s) 1＋ O2(g)===CO(g) ΔH2
2
由 a－b 1可得：CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
2
ΔH＝ΔH1－ΔH2。
②判断反应热之间的关系
反应焓变 焓变之间的关系
aA===B ΔH1
1 ΔH1＝aΔH2A=== B ΔH2
a
aA===B ΔH1
ΔH1＝－ΔH2
B===aA ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
[名师点拨] (1)热化学方程式乘(或除)以某一个数值时，反应热的数值也乘(或除)以该
数值。
(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也作相应加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH 的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
2．反应热大小的判断
有以下三个反应：
①H2(g)
1
＋ O2(g)===H2O(l)
2
ΔH1＝－a kJ·mol－1
1
②H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH －2＝－b kJ·mol 1
2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1
(1)由物质的状态判断
物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下：
如上述反应中：a> b。
(2)由ΔH 的符号判断
比较反应热大小时不能只比较ΔH 数值，还要考虑其符号。
如上述反应中ΔH1< ΔH2。
(3)由化学计量数判断
当反应物、生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH 越小，吸热反应的
ΔH 越大。
如上述反应中：c＝2a，ΔH1> ΔH3。
(4)由反应进行的程度判断
对于可逆反应，参加反应的物质的量相同和状态相同时，反应进行的程度越大，热量变
化越大。
3．热点题型分析
题型一 利用键能计算ΔH
[典题示例 1] 能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)
＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH
为( )
化学键 C—H H—H C—O C===O H—O
键能/ (kJ·mol－1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
A．－46.2 kJ·mol－1 B 46.2 kJ·mol－．＋ 1
C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1
经典例题
催化剂
(2018·天津高考)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 C===O H—H C O(CO)
键能/(kJ·mol－1) 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH＝__________________。
[方法技巧] 利用键能计算反应热的方法
(1)计算公式
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(2)计算关键
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
CO2 CH4 P4 SiO2 石墨 金刚石 S8 Si
(化学
(CO) (CH) (PP) (SiO) (CC) (CC) (SS) (SiSi)
键)
每个微
粒所含 2 4 6 4 1.5 2 8 2
键数
题型二 利用盖斯定律计算ΔH
[解题模型]
[典题示例 2] 已知：反应Ⅰ：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
反应Ⅱ：2NO2(g)===N2O4(g)
ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应 N2O5(g)===2NO2(g)
1
＋ O2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
2
[解析] 1目标热化学方程式为 N2O5(g)===2NO2(g)＋ O2(g)。
2
[答案] ＋53.1
经典例题
例 1．(1)(2020·山东等级考)以 CO2、H2为原料合成 CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH3
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)(2020·全国卷Ⅰ)钒催化剂参与反应的能量变化如下图所示，V2O5(s)与 SO2(g)反应生
成 VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为_______________________________________。
例 2．(2020·浙江 7月选考)关于下列ΔH 的判断正确的是( )
CO2－3 (aq)＋H
＋(aq)===HCO－3 (aq) ΔH1
CO2－3 (aq)＋H
－ －
2O(l) HCO3 (aq)＋OH (aq) ΔH2
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH3
OH－(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO－(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH3＜0 ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
[方法技巧] 比较反应热大小的方法
方法一：利用盖斯定律进行比较
如：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
由①－②可得 2H2O(l)===2H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，则ΔH1>ΔH2。
方法二：利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出的热量越多，ΔH 越小；
若是吸热反应，吸收的热量越多，ΔH 越大，故ΔH1＞ΔH2。
例 3．火箭推进剂在航天和军事等领域有广泛的应用。经查阅资料可知火箭推进剂是肼
(N2H4)和 NO2，即肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水，已知：
①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·mol－1
1
③ H2(g)
1
＋ F2(g)===HF(g)
2 2
ΔH＝－269 kJ·mol－1
H (g) 1④ 2 ＋ O2(g)===H2O(g)
2
ΔH＝－242 kJ·mol－1
[问题探究]
(1)请写出肼和 NO2反应的热化学方程式。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大，写出肼和氟气
反应的热化学方程式，并判断这种观点是否正确。
课堂闯关
1．(2019·海南高考)根据图中的能量关系，可求得 C—H键的键能为( )
A．414 kJ·mol－1 B．377 kJ·mol－1
C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1
2．(2020·天津等级考)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
3．根据下图所得判断正确的是( )
已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1
A．图 1反应为吸热反应
B．图 1反应使用催化剂时，会改变其ΔH
C．图 2中若 H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①
D．图 2中反应为 CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·mol－1
4．已知：
①2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，
②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是( )
A．NO2(g)＋SO2(g) SO3(s)＋NO(g)
ΔH＝－41.8 kJ·mol－1
B．SO3(g)＋NO(g) NO2(g)＋SO2(g)
ΔH＝＋41.8 kJ·mol－1
C．NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－77.4 kJ·mol－1
D．NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－183.6 kJ·mol－1
5．合成氨原料中的 H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分 1 mol物质完全
燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH 数据如下表：
物质 ΔH/(kJ·mol－1)
H2(g) －285.8
CO(g) －283.0
CH4(g) －890.3
已知 1 mol H2O(g)转化生成 1 mol H2O(l)时放出热量 44.0 kJ。下列 CH4和水蒸气在高温
下反应得到 H2和 CO的热化学方程式正确的是( )
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH1＝＋206.1 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝－206.1 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH3＝＋365.5 kJ·mol－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH4＝－365.5 kJ·mol－1
6．NH3催化还原 NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图 1；研究发
现在以 Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图 2。下列说法正确的是( )
A．NH3催化还原 NO为吸热反应
B．过程Ⅰ中 NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中 NO为氧化剂，Fe2＋为还原剂
催化剂
D．脱硝的总反应为 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)
7．通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH －3＝206.1 kJ·mol 1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应 CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1
8．以 TiO2为催化剂的光热化学循环分解 CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，
该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示：
下列说法正确的是( )
A．过程①中钛氧键断裂会释放能量
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用 TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
D．CO2分解反应的热化学方程式为 2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋30 kJ·mol－1
9．化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同
的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成 1 mol 纯物质的热效应称为
生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示
水与二氧化碳各 1 mol 分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以 kJ为单位，下列说法
正确的是( )
A．H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热：ΔHc＝－570 kJ·mol－1
C．O—H键的键能：ΔHb＝436 kJ·mol－1
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－42 kJ·mol－1
10．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理：CH2===CH2(g)
＋H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示：
化学键 C—H C===C H—O C—C C—O
键能/(kJ·mol－1) 413 615 463 348 351
下列说法中错误的是( )
A．上述合成乙醇的反应是加成反应
B．相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等
C．碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2倍
D．上述反应式中，ΔH＝－96 kJ·mol－1
11．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在 Cu 表面分解的机理如图 1。已
知 200℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．图 1所示过程①是放热反应、②是吸热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图 2所示
C．断开 3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)中的
化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH
＝＋50.7 kJ·mol－1
12．(1)(2019·全国卷Ⅰ节选)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工
过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模
拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂
表面上的物种用 标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒
(活化能)E 正＝________eV。
(2)(2019·天津高考节选)已知：
P(s，白磷)===P(s，黑磷) ΔH＝－39.3 kJ·mol－1；
P(s，白磷)===P(s，红磷) ΔH＝－17.6 kJ·mol－1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是________。
(3)(2019·北京高考节选)已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用________________________反
应的ΔH。
自我挑战
1．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
3
③2Fe(s)＋ O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2
2Al(s) 3④ ＋ O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1<0，ΔH3>0
B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
2．根据 Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图：
ΔH1
Ca（OH）2（s） 510 ℃ ――→ CaO（s） 510 ℃ ――→ΔH4 ＋ H2O（g） 510 ℃
ΔH2
――→
ΔH5 H2O（l） 25 ℃ ＋ CaO（s） 25 ℃ ――→ Ca（OH）2（s） 25 ℃ ――→ΔH3
判断下列说法正确的是( )
A．ΔH5＞0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
3．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产
生气体，并放出大量的热。
已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1。
若用 6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为
________。
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与
偏二甲肼燃烧产物只有 CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知 10.0 g液态偏二甲肼
与液态四氧化二氮完全燃烧可放出 425 kJ热量，该反应的热化学方程式为________________
_______________________________________________________________________________
__________________________________________。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用
氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已
知：
①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 kJ·mol－1
1
② H2(g)
1
＋ F2(g)===HF(g)
2 2
ΔH＝－269.0 kJ·mol－1
③H2(g)
1
＋ O2(g)===H2O(g)
2
ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
写出肼和氟气反应的热化学方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：①H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
③H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
H (g) 1④ 2 ＋ O2(g)===H2O(l)
2
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：__________________________________
________________________________________________________________________。
4．(2021·三明模拟)(1)以 CO2和 NH3为原料合成尿素是利用 CO2的成功范例。在尿素
合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
ΔH ＝＋72.49 kJ·mol－2 1
总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1
则反应Ⅰ的ΔH1＝________ kJ·mol－1。
(2)氢气可将 CO2 还原为甲烷，反应为 CO2(g)＋ 4H2(g) CH4(g)＋ 2H2O(g)。
ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在 Pt/SiO2催化剂表面上 CO2与 H2的反
应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在 Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。
物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会________(填“放出热量”或“吸收热量”)；
反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为________________________________。
(3)已知 CO(g)、CH (g)、CH CHO(l)的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol－1、890.31 kJ·mol－4 3 1、
1 167.9 kJ·mol－1，则乙醛的分解反应 CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH＝________。第 17 讲 化学能与热量
学习目标
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应等概念。
3．了解焓变与反应热的含义。
4．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。理解盖斯定律，并能运用盖
斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
5．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作
用。
知识清单
知识点 1 焓变、热化学方程式
1．焓变、反应热
(1)焓与焓变
(2)反应热和焓变的关系
反应热是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。恒压条件下进行的化学反应的焓变等
于反应热，因此常用ΔH 表示反应热。
2．焓变计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
(3)根据化学反应过程中的能量变化来计算
图示
意义 a 表示正反应的活化能；b 表示逆反应的活化能；c 表示该反应的反应热
图 1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1 －＝－c kJ·mol 1，表示放热反应
ΔH
－
图 2：ΔH＝(a－b)kJ·mol 1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应
3．放热反应与吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析
(2)从化学键变化的角度分析
(3)常见的放热与吸热反应
放热反应 吸热反应
①可燃物的燃烧 ①弱电解质的电离
②酸碱中和反应 ②盐类的水解反应
③金属与酸的置换反应 ③Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反
常见反应
④物质的缓慢氧化 应
⑤铝热反应 ④C和 H2O(g)、C和 CO2的反应
⑥大多数化合反应 ⑤大多数的分解反应
[名师点拨] (1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
(2)催化剂能降低反应所需的活化能，但不影响焓变的大小。
(3)化学反应一定伴随着能量的变化，其能量变化主要表现为热量的变化，但这并不是
唯一的表现形式，如发光、发电等。有能量变化的过程并不一定是化学变化过程，如物质的
三态变化时伴随着能量的变化。
(4)物质具有的能量越低，物质的稳定性越强。
(5)正确理解活化能与反应热的关系
①催化剂能降低反应所需的活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
4．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示 25 ℃、101 kPa 条件下，2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应生成 2 mol 液态水时放出
571.6_kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写
书写步骤
[名师点拨] (1)热化学方程式区别与普通方程式，一般不注“↑”“↓”以及“点
燃”“加热”等。
(2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的“物质的量”，可以
是整数，也可以是分数。
(3)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外，还要注明名称。
(4)ΔH 表示反应完全进行时的热量变化，与反应是否可逆无关。如 N2(g)＋
3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示 25℃、101 kPa条件下 1 mol N2和 3 mol
H2完全反应生成 2 mol NH3可释放 92.4 kJ热量。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(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)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(3)同温同压下，反应 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同( )
(4)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定( )
(5)800 ℃、30 MPa 下，将 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成
NH3(g)，放热 19.3 kJ，热化学方程式为 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol
－1( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
例 2．研究表明 N O与 CO在 Fe＋2 作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说
法错误的是( )
A．反应总过程ΔH＜0
B．Fe＋使反应的活化能减小
C．FeO＋是该反应的催化剂
D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N 、FeO＋2 ＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应
解析：选 C 根据图中信息可知，反应物的总能量高于产物的总能量，所以反应总过程
ΔH＜0，A项正确；从图中物质的变化可知，Fe＋是催化剂，降低了反应的活化能，加快了
反应速率，B项正确；FeO＋是反应的中间产物，不是催化剂，C项错误；图中 Fe＋＋N2O的
总能量高于 FeO＋＋N2的总能量，FeO＋＋CO的总能量高于 Fe＋＋CO2的总能量，所以，Fe＋
＋N2O―→FeO＋＋N ＋ ＋2、FeO ＋CO―→Fe ＋CO2两步反应均为放热反应，D项正确。
例 3．由 N2O和 NO反应生成 N2和 NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．反应生成 1 mol N2时转移 4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)
ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
解析：选 A N2O与 NO反应的化学方程式为 N2O＋NO===N2＋NO2，生成 1 mol N2时
转移 2 mol e－，A项错误；由图可知，反应物能量之和大于生成物能量之和，反应的热化
学方程式为 N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，
B、C项正确；由于该反应放热，所以反应物断键吸收的能量之和小于生成物成键放出的能
量之和，D项正确。
知识点 2 燃烧热、中和热、能源
1．燃烧热
2．中和热
(1)中和热的概念及表示方法
(2)中和热的测定
①实验装置
②测定原理
H （m 酸＋m 碱）·c·（tΔ ＝－ 终－t 始） ，其中 c＝4.18 J·g－1 － － －·℃ 1＝4.18×10 3 kJ·g 1·℃
n
－1；
n 为生成 H2O的物质的量。
③注意事项
a．泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中热量的损失。
b．测量时盐酸和 NaOH溶液的体积均为 50 mL，为保证盐酸完全中和，采取的措施是
碱的浓度略大于盐酸(即碱稍过量)。
3．能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，
使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
[名师点拨] (1)有关燃烧热的判断，一看是否以 1 mol可燃物为标准，二看是否生成稳
定化合物。
(2)中和反应的实质是 H＋和 OH－反应生成 H2O，若反应过程中有其他物质生成(如生成
不溶性物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和热之内，如 H2SO4与 Ba(OH)2反应生
成 1 mol H2O(l)，同时还生成 BaSO4沉淀，故放出的热量大于 57.3 kJ。
(3)由于中和反应和燃烧都是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，如甲
烷的燃烧热为 890 kJ·mol－1或ΔH＝－890 kJ·mol－1。
(4)有关中和热的判断，一看是否以生成 1 mol H2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应
充分考虑弱酸、弱碱，电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)S(s) 3＋ O2(g)===SO3(g)
2
ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)(ΔH 的数值正确)( )
(2)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol－1 1，则 C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
2
ΔH＝－1 400 kJ·mol－1( )
(3)已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－
1( )
(4)煤、石油、天然气均为化石能源，是可再生能源( )
(5)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( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
例 2．(2021·无锡模拟)以太阳能为热源分解 Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2
的过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A．过程Ⅰ中的能量转化形式是太阳能→化学能
B．过程Ⅰ中每消耗 116 g Fe3O4转移 2 mol电子
△
C．过程Ⅱ的化学方程式为 3FeO＋H2O===== Fe3O4＋H2↑
D．铁氧化合物循环制 H2具有节约能源、产物易分离等优点
解析：选 B 过程Ⅰ中 Fe3O4转化为 O2和 FeO，每消耗 116 g Fe3O4(即 0.5 mol)，铁元
素的化合价由＋3→＋2，故转移 1 mol电子，B错误。
例 3．填写下列空白：
(1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1, 则 CO(g)的燃烧热是
________________________________________________________________________。
(2)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol－1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为________
________________________________________________________________________。
(3)氢气的燃烧热为 285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为____________________
________________________________________________。
(4)已知中和反应的中和热为 57.3 kJ·mol－1。则 Ba(OH)2和盐酸反应，表示中和热的热化
学方程式为__________________________________________________________________。
(5)C 258H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，C8H18的燃烧热为
2
________________________________________________________________________。
答案：(1)283.0 kJ·mol－1
(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－2 800 kJ·mol－1
(3)2H2O(l)===== 2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋571 kJ·mol－1
(4)OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(5)5 518 kJ·mol－1
知识点 3 盖斯定律、反应热的计算与比较
1．盖斯定律
(1)内容：一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学
反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
(3)应用
①计算反应热。如
a．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
b．C(s) 1＋ O2(g)===CO(g) ΔH2
2
1
由 a－b可得：CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
2
ΔH＝ΔH1－ΔH2。
②判断反应热之间的关系
反应焓变 焓变之间的关系
aA===B ΔH1
1 ΔH1＝aΔH2A=== B ΔH2
a
aA===B ΔH1
ΔH1＝－ΔH2
B===aA ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
[名师点拨] (1)热化学方程式乘(或除)以某一个数值时，反应热的数值也乘(或除)以该
数值。
(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也作相应加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH 的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
2．反应热大小的判断
有以下三个反应：
①H (g) 12 ＋ O2(g)===H2O(l)
2
ΔH1＝－a kJ·mol－1
1
②H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH b kJ mol－2＝－ · 1
2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1
(1)由物质的状态判断
物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下：
如上述反应中：a> b。
(2)由ΔH 的符号判断
比较反应热大小时不能只比较ΔH 数值，还要考虑其符号。
如上述反应中ΔH1< ΔH2。
(3)由化学计量数判断
当反应物、生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH 越小，吸热反应的
ΔH 越大。
如上述反应中：c＝2a，ΔH1> ΔH3。
(4)由反应进行的程度判断
对于可逆反应，参加反应的物质的量相同和状态相同时，反应进行的程度越大，热量变
化越大。
3．热点题型分析
题型一 利用键能计算ΔH
[典题示例 1] 能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)
＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH
为( )
化学键 C—H H—H C—O C===O H—O
键能/ (kJ·mol－1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
A － －．－46.2 kJ·mol 1 B．＋46.2 kJ·mol 1
C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1
[解析] ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×745.0＋3×436.0－3×413.4－351.0－
462.8－2×462.8 (kJ·mol－1)＝－181.6 kJ·mol－1。
[答案] C
经典例题
催化剂
(2018·天津高考)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 C===O H—H C O(CO)
键能/(kJ·mol－1) 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH＝__________________。
解析：ΔH＝ [4×E(C—H)＋ 2×E(CO)]－ [2×E(C O)＋ 2×E(H—H)]＝ [(4×413＋
2×745)－(2 － －×1 075＋2×436)]kJ·mol 1＝＋120 kJ·mol 1。
答案：＋120 kJ·mol－1
[方法技巧] 利用键能计算反应热的方法
(1)计算公式
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(2)计算关键
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
CO2 CH4 P4 SiO2 石墨 金刚石 S8 Si
(化学
(CO) (CH) (PP) (SiO) (CC) (CC) (SS) (SiSi)
键)
每个微
粒所含 2 4 6 4 1.5 2 8 2
键数
题型二 利用盖斯定律计算ΔH
[解题模型]
[典题示例 2] 已知：反应Ⅰ：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
反应Ⅱ：2NO2(g)===N2O4(g)
ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应 N2O5(g)===2NO2(g)
1
＋ O2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
2
[解析] 1目标热化学方程式为 N2O5(g)===2NO2(g)＋ O2(g)。
2
[答案] ＋53.1
经典例题
例 1．(1)(2020·山东等级考)以 CO2、H2为原料合成 CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)
ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH3
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)(2020·全国卷Ⅰ)钒催化剂参与反应的能量变化如下图所示，V2O5(s)与 SO2(g)反应生
成 VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为_______________________________________。
解析：(1)分析三个热化学方程式，可应用盖斯定律计算，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5
kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1。
(2)据题图知，V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g) ΔH2＝－24 kJ·mol－1①，V2O4(s)＋
2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1＝－399 kJ·mol－1②。根据盖斯定律，由②－①×2 得 2V2O5(s)
＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝(－399＋48)kJ·mol－1＝－351 kJ·mol－1。
答案：(1)＋40.9 (2)2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝－351 kJ·mol－1
例 2．(2020·浙江 7月选考)关于下列ΔH 的判断正确的是( )
CO2－ ＋ －3 (aq)＋H (aq)===HCO3 (aq) ΔH1
CO2－3 (aq)＋H2O(l) HCO
－
3 (aq)＋OH
－(aq) ΔH2
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH3
OH－(aq)＋CH3COOH(aq)===CH －3COO (aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH3＜0 ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
解析：选 B 形成化学键要放出热量，ΔH1＜0，第二个反应是盐类的水解反应，是吸
热反应，ΔH2＞0，A项错误；ΔH1是负值，ΔH2是正值，ΔH1＜ΔH2，B项正确；酸碱中
和反应是放热反应，ΔH3＜0，ΔH4＜0，C项错误；第四个反应(醋酸是弱酸，电离吸热)放
出的热量小于第三个反应，但ΔH3和ΔH4都是负值，则ΔH3＜ΔH4，D项错误。
[方法技巧] 比较反应热大小的方法
方法一：利用盖斯定律进行比较
如：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
由①－②可得 2H2O(l)===2H2O(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，则ΔH1>ΔH2。
方法二：利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出的热量越多，ΔH 越小；
若是吸热反应，吸收的热量越多，ΔH 越大，故ΔH1＞ΔH2。
例 3．火箭推进剂在航天和军事等领域有广泛的应用。经查阅资料可知火箭推进剂是肼
(N2H4)和 NO2，即肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水，已知：
①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·mol－1
1
③ H2(g)
1
＋ F2(g)===HF(g)
2 2
ΔH＝－269 kJ·mol－1
1
④H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)
2
ΔH＝－242 kJ·mol－1
[问题探究]
(1)请写出肼和 NO2反应的热化学方程式。
提示：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 153.7 kJ·mol－1。
(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大，写出肼和氟气
反应的热化学方程式，并判断这种观点是否正确。
提示：N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)
ΔH＝－1 135 kJ·mol－1，所以放出的热量不如肼和 NO2反应放出的热量多，这种说法不
正确。
课堂闯关
1．(2019·海南高考)根据图中的能量关系，可求得 C—H键的键能为( )
A．414 kJ·mol－1 B．377 kJ·mol－1
C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1
解析：选 A 由能量关系图知，C(s)键能为 717 kJ·mol－1，H2键能为(864÷2)kJ·mol－1＝
432 kJ·mol－1，C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1，设 C—H键的键能为 x，则反应
热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝717 kJ·mol－1＋432 kJ·mol－1×2－4x＝－75 kJ·mol－1，
解得 x＝414 kJ·mol－1。
2．(2020·天津等级考)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
解析：选 D HNC的能量比 HCN的高，则稳定性较好的是 HCN，A项正确；该异构
化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1，为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B、
C项正确；使用催化剂只能改变反应所需的活化能，但是不影响反应的反应热，D项错误。
3．根据下图所得判断正确的是( )
已知：H2O(g)===H －2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol 1
A．图 1反应为吸热反应
B．图 1反应使用催化剂时，会改变其ΔH
C．图 2中若 H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①
D．图 2中反应为 CO －2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·mol 1
解析：选 D 由图 1曲线变化可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，故该反应为
放热反应，A项错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的焓变，B项错误；结
合图 1和图 2可得出热化学方程式：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·mol－1，
D 项正确；由已知信息及 D 项分析中的热化学方程式，结合盖斯定律可得：CO2(g)＋
H2(g)===CO(g)＋H2O(l) ΔH＝－3 kJ·mol－1，该反应为放热反应，而图 2中的曲线①表示的
是吸热反应，C项错误。
4．已知：
①2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，
②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是( )
A．NO2(g)＋SO2(g) SO3(s)＋NO(g)
ΔH＝－41.8 kJ·mol－1
B．SO3(g)＋NO(g) NO2(g)＋SO2(g)
ΔH＝＋41.8 kJ·mol－1
C．NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－77.4 kJ·mol－1
D．NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－183.6 kJ·mol－1
解析：选 B 根据盖斯定律，由(－①＋②)÷2，整理可得：SO3(g)＋NO(g) NO2(g)
＋SO2(g) ΔH＝(＋196.6 kJ·mol－1－113.0 kJ·mol－1)÷2＝＋41.8 kJ·mol－1，故 B正确。
5．合成氨原料中的 H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分 1 mol物质完全
燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH 数据如下表：
物质 ΔH/(kJ·mol－1)
H2(g) －285.8
CO(g) －283.0
CH4(g) －890.3
已知 1 mol H2O(g)转化生成 1 mol H2O(l)时放出热量 44.0 kJ。下列 CH4和水蒸气在高温
下反应得到 H2和 CO的热化学方程式正确的是( )
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
－
ΔH1＝＋206.1 kJ·mol 1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝－206.1 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH3＝＋365.5 kJ·mol－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH4＝－365.5 kJ·mol－1
解析：选 A 根据已知信息可以写出下列热化学方程式：
①H2(g)
1
＋ O2(g)===H2O(l)
2
ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
1
②CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
2
ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－890.3 kJ·mol－1
④H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3 可得 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝
ΔH3＋ΔH － － －4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3 kJ·mol 1－44.0 kJ·mol 1＋283.0 kJ·mol 1＋285.8 kJ·mol
－1×3＝＋206.1 kJ·mol－1。
6．NH3催化还原 NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图 1；研究发
现在以 Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图 2。下列说法正确的是( )
A．NH3催化还原 NO为吸热反应
B．过程Ⅰ中 NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中 NO为氧化剂，Fe2＋为还原剂
催化剂
D．脱硝的总反应为 4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)
解析：选 D 根据图 1可知，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，A
项错误；NH3中化学键为极性键，过程Ⅰ中 NH3断裂极性键，B项错误；过程Ⅱ中，NO→
N2，氮元素的化合价由＋2→0，得电子作氧化剂，Fe2＋在反应前后没有发生变化，作催化剂，
C项错误；由图 2可知，反应物为 NH3、NO、O2，生成物为 N2和 H2O，则脱硝的总反应为
催化剂
4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)，D项正确。
7．通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·mol－1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应 CH4(g)===C(s)＋2H －2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol 1
解析：选 D 反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH＞0，为吸热反应，
B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反
应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，D正确。
8．以 TiO2为催化剂的光热化学循环分解 CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，
该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示：
下列说法正确的是( )
A．过程①中钛氧键断裂会释放能量
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用 TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
D．CO2分解反应的热化学方程式为 2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋30 kJ·mol－1
解析：选 B 化学键断裂需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根
据图示，该反应中，光能和热能转化为化学能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高
化学反应速率，催化剂不能降低反应的焓变，C错误；反应物总键能－生成物总键能＝焓变，
CO2分解反应的热化学方程式为 2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝1 598×2－1 072×2－496
＝＋556 (kJ·mol－1)，D错误。
9．化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同
的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成 1 mol 纯物质的热效应称为
生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示
水与二氧化碳各 1 mol 分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以 kJ为单位，下列说法
正确的是( )
A．H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热：ΔHc＝－570 kJ·mol－1
C．O—H键的键能：ΔHb＝436 kJ·mol－1
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－42 kJ·mol－1
解析：选 D 表示 H2O(g)
1
的生成热的热化学方程式为 H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔHf
2
＝－243 kJ·mol－1，A 1错误。表示 CO(g)的燃烧热的热化学方程式为 CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)
2
ΔHc＝－285 kJ·mol－1，B错误。由图 1知 O—H
1
键的键能ΔHb＝ ×(243＋436＋247)kJ·mol
2
－1＝463 kJ·mol－1 1，C错误。由图 1 得 H2(g)＋ O2(g)===H －2O(g) ΔH＝－243 kJ·mol 1 ①，
2
由图 2 得 CO(g) 1＋ O2(g)===CO2(g) ΔH＝－285 kJ·mol－1 ②，根据盖斯定律，②－①得
2
CO(g)＋H －2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－42 kJ·mol 1，D正确。
10．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理：CH2===CH2(g)
＋H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示：
化学键 C—H C===C H—O C—C C—O
键能/(kJ·mol－1) 413 615 463 348 351
下列说法中错误的是( )
A．上述合成乙醇的反应是加成反应
B．相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等
C．碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2倍
D －．上述反应式中，ΔH＝－96 kJ·mol 1
解析：选 D 题目反应式中ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(615＋413×4＋
463 －×2)kJ·mol 1－(348＋413×5＋463＋351)kJ·mol－1＝－34 kJ·mol－1，D项错误。
11．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在 Cu 表面分解的机理如图 1。已
知 200℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．图 1所示过程①是放热反应、②是吸热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图 2所示
C．断开 3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)中的
化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH
＝＋50.7 kJ·mol－1
解析：选 C 图 1所示过程①发生的反应是Ⅰ，为放热反应，过程②是 NH3(g)的分解
反应，是吸热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，图 2所示的能量过程示意图正确，B正确；
由于反应Ⅰ为放热反应，因此，断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)
和 4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量，C 错误；根据盖斯定律，Ⅰ－ 2×Ⅱ得，
N2H4(g)===N2(g)＋2H (g) ΔH＝＋50.7 kJ·mol－2 1，D正确。
12．(1)(2019·全国卷Ⅰ节选)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工
过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模
拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂
表面上的物种用 标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒
(活化能)E 正＝________eV。
(2)(2019·天津高考节选)已知：
P(s，白磷)===P(s，黑磷) ΔH＝－39.3 kJ·mol－1；
P(s，白磷)===P(s，红磷) ΔH＝－17.6 kJ·mol－1；
由此推知，其中最稳定的磷单质是________。
(3)(2019·北京高考节选)已知反应器中还存在如下反应：
ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用________________________反
应的ΔH。
解析：(1)根据图像，初始时反应物的总能量为 0，反应后生成物的总能量为－0.72 eV，
则ΔH＝－0.72 eV，即ΔH 小于 0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态 2，则此能垒 E
正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。(2)由盖斯定律得 P(s，黑磷)===P(s，红磷) ΔH＝＋21.7
kJ·mol－1，能量越低越稳定，P的三种同素异形体的稳定性顺序为 P(s，黑磷)>P(s，红磷)>P(s，
白磷)。(3)根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH1＋ΔH2，
则(ⅰ式＋ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH；ⅰ式－ⅱ式可得：CH4(g)
＋ CO2(g)===2CO(g) ＋ 2H2(g) ΔH1 － ΔH2 ， 则 (ⅰ 式 － ⅱ 式 )－ ⅲ 式 可 得 ： C(s)＋
CO2(g)===2CO(g) ΔH。因此，要求反应ⅲ式的ΔH3，还必须利用反应 C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)
＋2H2(g)或 C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH。
答案： (1)小于 2.02 (2)黑磷 (3)C(s)＋ 2H2O(g)===CO2(g)＋ 2H2(g)或 C(s)＋
CO2(g)===2CO(g)
自我挑战
1．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
2Fe(s) 3③ ＋ O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2
④2Al(s) 3＋ O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1<0，ΔH3>0
B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：选 B 铁的氧化反应为放热反应，ΔH3<0，A项错误；铝热反应为放热反应，Δ
H5<0，将④－③得 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，故ΔH4<ΔH3，
B 2 2项正确；根据盖斯定律，将(②＋③)× 得 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝ (ΔH2＋ΔH3)，
3 3
C项错误；将④－③得 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5＝ΔH4－ΔH3，即ΔH3＝ΔH4
－ΔH5，D项错误。
2．根据 Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图：
ΔH1
Ca（OH）2（s） 510 ℃ ――→ CaO（s） 510 ℃ ――→ΔH4 ＋ H2O（g） 510 ℃
ΔH2
――→ H2O（l） 25 ℃ ＋ CaO（s） 25 ℃ ――→ Ca（OH）2（s） 25 ℃ ――→ΔH5 ΔH3
判断下列说法正确的是( )
A．ΔH5＞0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
解析：选 D 水蒸气变成液态水会放出热量，则ΔH5<0，故 A错误；氢氧化钙分解生成
氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，
故 B 错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故 C 错误；根据
盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故 D正确。
3．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产
生气体，并放出大量的热。
已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1。
若用 6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为
________。
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与
偏二甲肼燃烧产物只有 CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知 10.0 g液态偏二甲肼
与液态四氧化二氮完全燃烧可放出 425 kJ热量，该反应的热化学方程式为________________
_______________________________________________________________________________
__________________________________________。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用
氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已
知：
①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 kJ·mol－1
1
② H2(g)
1
＋ F2(g)===HF(g)
2 2
ΔH＝－269.0 kJ·mol－1
③H2(g)
1
＋ O2(g)===H2O(g)
2
ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
写出肼和氟气反应的热化学方程式：____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)已知：①H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
③H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
H (g) 1④ 2 ＋ O2(g)===H2O(l)
2
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：__________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)6.4 g液态肼的物质的量为 0.2 mol。由盖斯定律可知：液态肼与 H2O2反应生
成 N2 和液态水的热化学方程式为 N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－(641.6＋
4×44.0)kJ·mol－1＝－817.6 kJ·mol－1，故 0.2 mol液态肼放出的热量为 0.2 mol×817.6 kJ·mol
－1＝163.52 kJ。(2)N2O4与偏二甲肼反应的产物为 CO2、N2和气态水，1 mol C2H8N2(l)与 N2O4(l)
425 kJ
完全燃烧放出的热量为 ×60 g＝2 550.0 kJ。该反应的热化学方程式为 C2H8N2(l)＋
10.0 g
2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1。(3)根据盖斯定律，由①
＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1。(4)根据
1 1
盖斯定律，由④＋③－①－②× 得：H2(l)＋ O2(l)===H2O(g)
2 2
ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。
答案：(1)163.52 kJ
(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1
(3)N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)
ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1
(4)H (l) 12 ＋ O2(l)===H2O(g)
2
ΔH＝－237.46 kJ·mol－1
4．(2021·三明模拟)(1)以 CO2和 NH3为原料合成尿素是利用 CO2的成功范例。在尿素
合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1
反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
ΔH2＝＋72.49 kJ·mol－1
总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH －2)2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－86.98 kJ·mol 1
则反应Ⅰ的ΔH ＝________ kJ·mol－1 1。
(2)氢气可将 CO2 还原为甲烷，反应为 CO2(g)＋ 4H2(g) CH4(g)＋ 2H2O(g)。
ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在 Pt/SiO2催化剂表面上 CO2与 H2的反
应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在 Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。
物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会________(填“放出热量”或“吸收热量”)；
反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为________________________________。
(3)已知 CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol－1、890.31 kJ·mol－1、
1 167.9 kJ·mol－1，则乙醛的分解反应 CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH＝________。
解析：(1)根据盖斯定律，Ⅰ＋Ⅱ得总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1，所以ΔH1＝－86.98 kJ·mol－1－72.49 kJ·mol－1＝－159.47 kJ·mol－1。
(2)根据图像可知，吸附态的能量小于过渡态，所以物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的
过程会吸收热量；活化能最小的过程是·CO＋·OH＋·H＋3H2(g)生成·CO＋3H2(g)＋H2O(g)，
反应方程式是·OH＋·H===H2O(g)。(3)已知 CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为 283.0
kJ·mol－1、890.31 kJ·mol－1、1 167.9 kJ·mol－1，分别写出燃烧热的热化学方程式，再用第 3
个的热化学方程式减去第 1 个和第 2 个的热化学方程式，则乙醛的分解反应
CH CHO(l) CH (g)＋CO(g)的ΔH＝－1 167.9 kJ·mol－1－(－283.0 kJ·mol－3 4 1)－(－890.31
kJ·mol－1)＝＋5.41 kJ·mol－1。
答案：(1)－159.47 (2)吸收热量 ·OH＋·H===H2O(g)
(3)＋5.41 kJ·mol－1

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