2．从反应过程中能量变化图认识反应热
图示
各段表示的意义
微观
宏观
a表示断裂旧化学键吸收的能量；
b表示新化学键生成放出的能量；
c表示反应热
a表示反应物的活化能；
b表示活化分子形成生成物释放的能量；
c表示反应热
ΔH计算关系式
ΔH＝∑E（生成物）－∑E（反应物）
ΔH＝∑E（反应物键能）－∑E（生成物键能）
3.催化剂对活化能、焓变的影响
催化剂能降低反应所需的活化能，但ΔH保持不变。
如图所示：
例1
（2016·海南，11，改编）由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2B．由X→Z反应的ΔH＞0
C．降低压强有利于提高Y的产率D．升高温度有利于提高Z的产率
解析 化学反应中的能量变化决定于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，由图可知，X→Y反应的ΔH＝E3－E2，X→Z反应的ΔH＝E1－E2<0，反应放热，A、B项错误；由X生成Y的反应，即2X（g）3Y（g），是气体物质的量增大的反应，降低压强、平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C正确；X→Z的反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，不利于提高Z的产率，D错误。
答案 C
例2
N2（g）与H2（g）在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3（g）：
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的反应热为44kJ·mol－1
B．Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ生成3mol氮氢键能量各不相同，所以无法确定氮氢键的键能
C．能量Ⅰ表示拆开
molN2和
molH2所吸收的能量
D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ总过程为吸热反应
解析 A项，反应热与参加反应的各物质的物质的量有关，用ΔH表示时需带有正负号，错误；B项，氮氢键的键能应该用生成3mol的总能量的平均值计算，错误；C项，拆开旧化学键需要吸收能量，正确；D项，总过程放出的能量大于吸收的能量，该反应为放热反应，错误。
答案 C
1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是（ ）
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
答案 D
解析 反应X＋Y===M＋N为吸热反应，则X、Y的总能量小于M、N的总能量，吸热反应的反应条件不一定需要加热，且该反应中断裂化学键吸收的能量大于形成化学键释放的能量。
2．下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．甲烷的燃烧热就是1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量
答案 B
解析 A项，中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水放出的热量，H2SO4和Ca（OH）2反应生成硫酸钙微溶物，反应热不等于2×（－57.3）kJ·mol－1，故A错误；B项，CO（g）的燃烧热是ΔH＝－283.0kJ·mol－1，CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0kJ·mol－1，因此2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）的反应热为ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1，故B正确；C项，可燃物的燃烧也需要加热，但属于放热反应，故C错误；D项，101kPa下，1molCH4完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热，故D错误。
3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH
C．加入催化剂，可改变该反应的反应热
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2
答案 B
解析 由图示可知反应过程a需要的活化能较高，这是没有催化剂参与的过程，A项错误；由于反应物的能量高于生成物的能量，该反应为放热反应，热效应等于反应物与生成物能量的差值ΔH，B项正确；加入催化剂，改变了反应途径，降低了反应的活化能，但是反应热不变，C项错误；E1、E2分别表示反应过程中各步反应的活化能，而整个反应的活化能为E1，D项错误。
4．已知化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是（ ）
A．每生成2分子AB吸收bkJ热量
B．该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量
答案 B
解析 观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。
化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。
[新题预测]
5．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应为N2O（g）＋CO（g）CO2（g）＋N2（g） ΔH，有关化学反应的物质变化过程（图甲）及能量变化过程（图乙）如下：
下列说法正确的是（ ）
A．由图甲可知：
ΔH1＝ΔH＋ΔH2
B．由图乙可知ΔH＝－226kJ·mol－1
C．为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O
D．由图乙可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
答案 B
解析 ①N2O（g）＋Pt2O＋（s）===Pt2O
（s）＋N2（g） ΔH1，②Pt2O
（s）＋CO（g）===Pt2O＋（s）＋CO2（g） ΔH2，结合盖斯定律计算①＋②得到N2O（g）＋CO（g）===CO2（g）＋N2（g） ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A错误；由图乙分析可知，反应物能量高于生成物的能量，反应为放热反应，反应焓变ΔH＝134kJ·mol－1－360kJ·mol－1＝－226kJ·mol－1，B正确；反应过程中Pt2O＋和Pt2O
参与反应后又生成，不需要补充，C错误；正反应的活化能（E1＝134kJ·mol－1）小于逆反应的活化能（E2＝360kJ·mol－1），D错误。
6．研究表明金属铁能与N2O、CO反应，其反应的能量变化与反应过程如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．总反应为放热反应
B．加入铁，可使反应的焓变减小
C．FeO是该反应的催化剂
D．Fe＋N2O―→FeO＋N2，FeO＋CO―→Fe＋CO2两步反应均为放热反应
答案 A
解析 从图像可以看出，总反应的反应物的能量比生成物的能量高，因此总反应为放热反应，A项正确。
从两个分步反应可以看出，Fe是总反应的催化剂，FeO是中间产物，催化剂只能改变反应的途径，不能改变反应的焓变，B、C项错误。
从图像可以看出第二步反应为吸热反应，D项错误。
角度二 反应热及热化学方程式的正误判断
1．判断热化学方程式的正误时，要注意以下几点
（1）看各物质的聚集状态是否正确：
常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。
（2）看ΔH的符号是否正确：
放热反应，ΔH为“－”；吸热反应，ΔH为“＋”。
（3）看ΔH的单位是否正确：
ΔH的单位为kJ·mol－1，能量的单位为kJ，二者不能混淆。
（4）看ΔH的数值与化学计量数是否对应：
化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
（5）看反应是否可逆：
可逆反应不能进行到底，不能根据反应的能量变化计算得到ΔH。
（6）看有无特殊条件的限制：
表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的物质的量必须为1mol，生成物必须为稳定的氧化物；表示中和热的热化学方程式中，生成的水必须为液态且为1mol，当反应的溶液为强酸、强碱的稀溶液时，ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
2．反应热计算的“三方法”
（1）根据“两”公式计算反应热
①ΔH＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）；
②ΔH＝E（反应物的键能之和）－E（生成物的键能之和）。
（2）根据热化学方程式计算反应热
焓变与反应物的物质的量成正比。
（3）根据盖斯定律计算反应热
若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可通过这几个化学反应的焓变加减而得到。
表示方法：
，ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
例1
下列有关热化学方程式书写正确的是（ ）
选项
已知条件
热化学方程式
A
中和热为ΔH＝－57.3kJ·mol－1
H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l） ΔH＝－114.6kJ·mol－1
B
合成氨反应生成0.1molNH3时放出akJ热量
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－20akJ·mol－1
C
H2的燃烧热ΔH为－285.8kJ·mol－1
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－285.8kJ·mol－1
D
碳的燃烧热ΔH为－393.5kJ·mol－1
2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－787kJ·mol－1
[解题思路] 解答本题的关键是加强对各种概念的理解，如中和热和燃烧热，要弄清它们研究的对象和使用要求。
解析 中和热是指稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1mol液态水时的反应热，A错误；燃烧热为25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，其中水应为液态，碳的稳定化合物为CO2，C、D错误。
答案 B
例2
已知：
H2（g）＋Cl2（s）2HCl（g） ΔH＝＋akJ·mol－1
H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g） ΔH＝－dkJ·mol－1
，且a、b、c、d均大于零，则下列说法正确的是（ ）
A．断开1molH—Cl键所需的能量为（a＋b＋c）kJ
B．b＞c，则氢分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
C．Cl2（s）===Cl2（g）的反应热ΔH＝＋（a＋d）kJ·mol－1
D．向1molCl2（g）中通入1molH2（g），发生反应时放热dkJ
解析 根据已知，H—Cl键的键能是
（b＋c＋d）kJ·mol－1，所以断开1molH—Cl键需要的能量是
（b＋c＋d）kJ，A项错误；氢分子的键能大于氯气分子的键能，说明氢分子稳定，所以氢分子具有的能量低于氯气分子具有的能量，B项错误；根据已知热化学方程式，将两个热化学方程式相减得Cl2（s）===Cl2（g） ΔH＝＋（a＋d）kJ·mol－1，C项正确；根据热化学方程式，氯气与氢气的反应是可逆反应，1mol氯气与1mol氢气不会完全反应，所以放出的热量小于dkJ，D项错误。
答案 C
1．胶状液氢（主要成分是H2和CH4）有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。
实验测得101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－285.8kJ·mol－1
B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3kJ·mol－1
C．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3kJ·mol－1
D．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝＋890.3kJ·mol－1
答案 B
解析 热化学方程式中各物质前面的系数表示反应物的物质的量，A选项错误；物质的状态不同，反应的热效应不同，C选项错误；放热反应ΔH用“－”表示，吸热反应ΔH用“＋”表示，D选项错误。
2．已知：
101kPa时1mol辛烷燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的热量为5518kJ；强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O（l）时放出的热量为57.3kJ。
则下列热化学方程式书写正确的是（ ）
①2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（g） ΔH＝－11036kJ·mol－1
②2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）ΔH＝－11036kJ·mol－1
③H＋＋OH－===H2O ΔH＝－57.3kJ·mol－1
④2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）ΔH＝－114.6kJ·mol－1
A．①③B．②③C．②④D．只有②
答案 C
解析 表示辛烷燃烧时，生成的水应是液态而不是气态，故①错误，②正确；③中未标明物质的聚集状态，错误。
3．已知：
①胆矾失水的热化学方程式为
CuSO4·5H2O（s）===CuSO4（s）＋5H2O（l） ΔH＝＋Q1kJ·mol－1
②室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为
CuSO4（s）===Cu2＋（aq）＋SO
（aq） ΔH＝－Q2kJ·mol－1
③胆矾（CuSO4·5H2O）溶于水时溶液温度降低。
则Q1与Q2的关系是（Q1、Q2为正数）（ ）
A．Q1>Q2B．Q1＝Q2
C．Q1答案 A
解析 利用热化学方程式相加法，将胆矾失水和无水CuSO4溶于水的热化学方程式相加得：
CuSO4·5H2O（s）===Cu2＋（aq）＋SO
（aq）＋5H2O（l） ΔH＝（Q1－Q2）kJ·mol－1；由题意知，胆矾溶于水为吸热过程，即有ΔH＝（Q1－Q2）kJ·mol－1>0，因此，Q1>Q2。
4．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＝＋571.6kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：
C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）ΔH2＝＋131.3kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：
CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g） ΔH3＝＋206.1kJ·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＝＋74.8kJ·mol－1
答案 D
解析 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＝＋206.1kJ·mol－1－（＋131.3kJ·mol－1）＝＋74.8kJ·mol－1，D正确。
[新题预测]
5．（2017·安徽怀宁中学摸底）下列有关热化学方程式的书写及对应表述均正确的是（ ）
A．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6g硫化亚铁时，放出19.12kJ热量，则Fe（s）＋S（s）===FeS（s） ΔH＝－95.6kJ·mol－1
B．稀醋酸与0.1mol·L－1NaOH溶液反应：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1
C．已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ，则水分解的热化学方程式：
2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋285.5kJ·mol－1
D．已知2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5kJ·mol－1
答案 A
解析 9.6gS的物质的量是
＝0.3mol，11.2gFe的物质的量是0.2mol,17.6g硫化亚铁的物质的量是
＝0.2mol，所以S过量，则1molFe与S完全反应生成FeS放出的热量为
×1mol＝95.6kJ，则Fe（s）＋S（s）===FeS（s） ΔH＝－95.6kJ·mol－1，A项正确；醋酸为弱酸，不能写为氢离子，醋酸电离时吸热，反应的焓变错误，B项错误；1mol氢气完全燃烧放出285.5kJ的热量，则生成1mol氢气时需要吸收能量285.5kJ，水、氢气的化学计量数应是1，氧气的化学计量数是
，C项错误；1molC与氧气反应生成CO放出的热量不是碳的燃烧热，D项错误。
6．（2017·浙江杭州高中第三次月考）最近意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示，已知断裂1molN—N键吸收167kJ热量，生成1molN≡N键放出942kJ热量。
根据以上信息和数据，则1molN4（g）发生反应生成N2（g）的ΔH为（ ）
A．－882kJ·mol－1B．＋441kJ·mol－1
C．＋882kJ·mol－1D．－441kJ·mol－1
答案 A
解析 由题意知，N≡N键的键能为942kJ·mol－1，N—N键的键能为167kJ·mol－1,1molN4（g）生成N2（g）反应为N4（g）===2N2（g），反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，所以反应热ΔH＝6×167kJ·mol－1－2×942kJ·mol－1＝－882kJ·mol－1，A项正确。
7．氧化亚铜是一种重要的工业原料。
已知1gC（s）燃烧生成一氧化碳放出9.2kJ的热量，氧化亚铜与氧气反应的能量变化如图所示。
下列有关判断正确的是（ ）
A．碳[C（s）]的燃烧热为－110.4kJ·mol－1
B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应
C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为292kJ·mol－1
D．足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C（s）＋2CuO（s）===Cu2O（s）＋CO（g） ΔH＝＋35.6kJ·mol－1
答案 D
解析 碳的稳定氧化物为CO2，A中的数据是生成CO的反应热，A项错误。
由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B项错误。
由题给图像可知，氧化亚铜与氧气反应的活化能为348kJ·mol－1，C项错误。
根据题给信息可得热化学方程式2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH1＝－220.8kJ·mol－1①；根据题图信息可得热化学方程式2Cu2O（s）＋O2（g）===4CuO（s） ΔH2＝－292kJ·mol－1②。
足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C（s）＋2CuO（s）===Cu2O（s）＋CO（g） ΔH ③，
×（反应①－反应②）＝反应③，则ΔH＝
（ΔH1－ΔH2）＝＋35.6kJ·mol－1，D项正确。
高考12题逐题特训
1．下列叙述正确的是（ ）
A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热（ΔH）
B．储热材料是一类重要的能量存储物质，单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
C．在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能
D．物质内部储存的能量不能决定化学反应的热效应
答案 B
解析 反应热与反应物和生成物本身的能量有关，与反应过程无关，因而使用催化剂不能改变反应热，A错；Mg在CO2中燃烧，发光放热，因而有一部分化学能转化为光能，C错；物质内部储存的能量决定了化学反应的热效应，D错。
2．我国的《能源百科全书》说：
“能源是可以直接或经转换提供给人类所需的光、热、动力等任一形式的、且可以互相转换的能量的源泉。
”人类对于能源的利用大致可以为三个时代：
柴草能源、化石能源、多能源时代。
以下说法正确的是（ ）
A．原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动
B．多年来我国广大农村生火做饭使用的都是化石燃料
C．多能源时代指的是新能源时代，包括核能、太阳能、氢能
D．化石燃料的燃烧没有污染
答案 C
解析 A项，天然气属于化石能源，原始社会不可能使用天然气，故A错误；B项，农村一般使用柴草做饭，不是用化石燃料，故B错误；D项，化石燃料燃烧时产生的硫的氧化物和氮的氧化物均能对环境造成污染，故D错误。
3．化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。
下列有关说法正确的是（ ）
A．该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能
B．该合成氨过程不属于氮的固定
C．风能、水、太阳能均为可再生资源
D．断裂N2中的N≡N键会释放出能量
答案 C
解析 A项，该合成中的能量转化效率没有达到100%；B项，把游离态的氮转变为化合态的氮的过程都属于氮的固定；D项，断裂化学键要吸收能量。
4．最新报道：
科学家首次用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下：
下列说法正确的是（
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