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第1讲　反应热　热化学方程式
1．了解反应热、焓变的概念，知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。
2．知道常见的吸热反应和放热反应，能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。
3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
考点1　反应热及测量方法
1．反应热与焓变
(1)反应热
(2)焓和焓变
2．吸热反应与放热反应
(1)从化学键角度理解
(2)从反应过程能量图理解
反应 放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
图示
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＝生成物)－反应物) ＝反应物的总键能－生成物的总键能 ＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
[备考提醒]
(1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。
(2)物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。
(3)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________(填标号)。
[备考提醒]
(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。
(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行，如铝热反应。
3．中和反应反应热
4．中和反应反应热的测定
(1)测定原理：通过简易量热计测定体系在反应前后的________变化，再利用有关物质的比热容来计算反应热。
[图解教材]人教化学选择性必修1
中和反应反应热测定装置
该装置中为减少反应中热量损失需采取的方法：
(1)内筒和外壳之间填充满隔热层。
(2)杯盖盖住内筒。
(3)使用玻璃搅拌器，而不使用金属搅拌器。
(2)实验步骤
①测量并记录反应前体系的________温度为t1 ℃；
②测量并记录反应后体系的________温度为t2 ℃；
③重复上述步骤①②两次。
(3)数据处理：取三次测量所得温度的平均值作为计算依据。中和反应反应热：ΔH＝－，m酸、m碱分别代表酸溶液、碱溶液的质量，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1＝4.18 kJ·kg-1·℃-1，n为生成H2O的物质的量。
[备考提醒]
(1)中和热是强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol液态H2O放出的热量，为57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，与碱反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时，生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。
(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol。
反应热
1．(鲁科选择性必修1习题改编)下列反应过程中的能量变化与图中所示相符的是(　　)
A．甲烷在氧气中燃烧
B．碳酸氢钠与稀盐酸反应
C．氢氧化钠固体溶于水
D．灼热的炭与二氧化碳反应
2．(人教选择性必修1习题改编)已知：3 mol H2(g)与N2(g)完全反应生成NH3(g)，放出的热量为92 kJ。有关键能数据如表所示：
化学键 H—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 946
则氨分子中N—H键能为(　　)
A．391 kJ·mol-1 B．926 kJ·mol-1
C．782 kJ·mol-1 D．412 kJ·mol-1
[思维模型]利用键能计算反应热的方法
(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和。
(2)解题关键：正确分析反应物和生成物中所含共价键数目。如：1 mol NH3中含有3 mol N—H。
熟记常见1 mol物质中化学键数目
1 mol 物质 CO2 (C===O) CH4 (C—H) P4 (P—P) S8 (S—S) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) Si (Si—Si) SiO2 (Si—O)
化学键数目 2NA 4NA 6NA 8NA 1.5NA 2NA 2NA 4NA
中和反应反应热的测定
3．(人教选择性必修1习题改编)化学反应中的热效应又称反应热，其数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)利用如图所示装置测定中和反应的反应热的实验步骤如下：
①测出盐酸的温度为20.1 ℃，用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中；
②测出NaOH溶液的温度为20.3 ℃，用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液；
③将NaOH溶液沿玻璃棒分几次缓慢倒入内筒中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度为23.4 ℃。
上述实验步骤中一处不合理的操作应改成：________________________________
_____________________________________________________________________，
实验过程中采用稍过量NaOH溶液的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
假设盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm-3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1，根据以上数据可计算出中和反应的反应热ΔH＝________ kJ·mol-1(保留三位有效数字)，如果采用氨水代替NaOH溶液，测得的中和反应的反应热ΔH________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(2)已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)===CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。几种物质的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质具有的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)：
物质 CO2(g) H2(g) CH2==CH2(g) H2O(g)
能量/(kJ·mol-1) －394 0 52 －242
则该反应的ΔH＝________ kJ·mol-1。
已知几种化学键的键能如表所示：
化学键 C==O H—H C==C C—H H—O
键能/(kJ·mol-1) 803 436 615 a 463
则a＝________。
[误区警示]中和反应的反应热测定实验中反应热计算的易错点
(1)反应放出热量的计算，抓住公式Q＝cmΔT，注意热量单位换算成kJ。
(2)根据中和反应的反应热的概念，计算生成1 mol H2O放出的热量，利用进行计算。计算n(H2O)时，若酸中H＋和碱中OH―物质的量不同，应注意过量计算，按照少量的物质进行计算。
(3)中和反应为放热反应，注意ΔH为负值。
考点2　热化学方程式　燃烧热
1．热化学方程式
(1)定义
热化学方程式表明了化学反应中的______________________________________
变化和________变化。例如，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，表示在25 ℃和101 kPa下，____________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)书写步骤及要求
　判断下列热化学方程式的正误，错误的请指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1(　　)
原因：________________________________________________________________。
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ(　　)
原因：________________________________________________________________。
(3)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(　　)
原因：________________________________________________________________。
(4)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(　　)
原因：_______________________________________________________________。
(5)在一定温度和压强下，1 mol SO2(g)、0.5 mol O2(g)混合反应后，放出热量a kJ：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－2a kJ·mol-1(　　)
原因：________________________________________________________________。
[备考提醒]
可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol-1，表示在101 kPa、25 ℃时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。正、逆反应的ΔH的绝对值相等，符号相反。
2．燃烧热
(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，单位是kJ/mol。
②意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(2)对“完全燃烧”的理解
燃烧元素 C H S N
指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
[备考提醒]
当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须是1 mol。
热化学方程式
1．(鲁科选择性必修1习题改编)热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol-1表示(　　)
A．碳和水反应吸收131.3 kJ热量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气，并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ热量
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量
2．(人教选择性必修1习题改编)黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一，反应的化学方程式为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。在25 ℃和101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853 kJ的热量。
(1)在25 ℃和101 kPa时，4 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)放出多少热量？试写出相应热化学方程式。
(2)若黄铁矿燃烧过程中放出511.8 kJ热量，则反应中转移电子的物质的量是多少？
[误区警示]“五审”法突破热化学方程式的正误判断
一审“＋”“－”——放热反应ΔH为“－”，吸热反应ΔH为“＋”
二审单位——看清反应热的单位是否为“kJ·mol-1”
三审状态——气体g、液体l、固体s、溶液aq
四审对应——反应热数值必须与各物质的化学计量数相对应
五审概念——特殊热化学方程式，如燃烧热、中和反应反应热的热化学方程式
燃烧热
3．(人教教材内容改编)25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol-1、ΔH＝－285.8 kJ·mol-1、ΔH＝－890.3 kJ·mol-1、ΔH＝－2 800 kJ·mol-1，则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) 　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
4．(鲁科教材内容改编)已知丙烷的燃烧热为2 220.0 kJ·mol-1，氢气的燃烧热为286.0 kJ·mol-1。室温下将8.96 L(已折算为标准状况下体积)H2和C3H8的混合气体完全燃烧，共放出307.8 kJ热量，则该混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
[误区警示]燃烧热的热化学方程式易错点“三看”
一看——可燃物的化学计量数是否为1
二看——燃烧后是否生成指定产物：即看
C―→CO2(g)、S―→SO2(g)、H―→H2O(l)等
三看——ΔH符号是否为“－”及单位是否正确
1．判断正误：正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)(2025·北京卷)据“盐酸和NaHCO3溶液反应是吸热反应”的事实，可推测“盐酸和NaOH溶液反应是吸热反应”。 (　　)
(2)(2025·江苏卷)合成气制备甲醇：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)。CO的结构式为C≡O，估算该反应的ΔH需要5种化学键的键能数据。 (　　)
(3)中和反应反应热的测定实验中，应将50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液分多次倒入内筒。 (　　)
(4)中和反应反应热的测定实验中，测定盐酸后的温度计没有冲洗干净，立即测NaOH溶液的温度。 (　　)
(5)热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只代表物质的量，不表示分子数。 (　　)
(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH不同。 (　　)
(7)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ。 (　　)
(8)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝＋296.8 kJ·mol-1。 (　　)
2．(2024·湖南卷)近年来，我国新能源产业得到了蓬勃发展，下列说法错误的是(　　)
A．理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点
B．氢氧燃料电池具有能量转化率高、清洁等优点
C．锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌，充电时锂离子从正极脱嵌
D．太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
下列关于能量转化的认识中不正确的是(　　)
A．电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B．绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能
C．煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D．电灯工作时，电能全部转化为光能
3．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　)
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol-1) －1 559.8 －1 411 －285.8
A．C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 411 kJ·mol-1
B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝－137 kJ·mol-1
C．H2O(l)===O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol-1
D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol-1
已知：CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－607.3 kJ·mol-1，CO的燃烧热为－283 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A．CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH<－607.3 kJ·mol-1
B．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol-1
C．表示CH4(g)燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1
D．CH4燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能
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