3．在25℃、101kPa条件下，断裂1molH—H键吸收436.4kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收242.7kJ能量，形成1molH—Cl键放出431.8kJ能量。
（1）反应物断键吸收的总能量是多少？
提示 反应物断键吸收的总能量是断裂1molH—H键与1molCl—Cl键吸收的能量之和，即436.4kJ＋242.7kJ＝679.1kJ。
（2）生成物成键放出的总能量是多少？
提示 生成物成键放出的总能量为2×431.8kJ＝863.6kJ。
（3）判断H2＋Cl2===2HCl是吸收能量还是放出能量？
提示 放出能量。
二、热化学方程式
1．概念：
表示反应中放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
2．意义：
不仅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。
3．书写热化学方程式的注意事项
（1）热化学方程式中要标明物质的状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。
（2）用ΔH标明反应放出或吸收的热量，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热。
（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。
因此，它可以用整数，还可以用简单分数表示。
对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同。
【自主思考】
4．热化学方程式H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·mol－1表示的意义是什么？
提示 1mol氢气与
mol的氧气反应生成1mol水蒸气可放出241.8kJ热量。
5．1molC与1molO2完全反应生成1molCO2气体，放出393.6kJ热量，写出反应的热化学方程式。
提示 C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.6kJ·mol－1
三、燃料燃烧释放的热量
1．常见燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH（乙醇）完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.6kJ·mol－1
②C8H18（l）＋
O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）
ΔH＝－5472kJ·mol－1
③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－889.6kJ·mol－1
④C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）
ΔH＝－1366.8kJ·mol－1
根据上述热化学方程式，回答下列问题：
（1）完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是②>④>③>①。
（2）完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺序为③>②>①>④。
（3）燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。
燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJ·g－1。
（4）我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。
2．以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题。
（1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。
（2）通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
（3）选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料的主要目的是防止热量散失。
（4）充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。
【自主思考】
6．已知：
1molH—H键断裂时吸收热量为436kJ,1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ,1molH—O键形成时放出热量463kJ。
计算反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）中的能量变化为多少？
说明燃料燃烧放出热量的多少与形成生成物分子的化学键放出的总能量与燃烧时断裂反应物分子的化学键吸收的总能量有什么关系？
提示 断开2molH—H键和1molO===O键需要吸收的能量为2×436kJ＋496kJ＝1368kJ，生成2molH2O（g）放出的量为4×463kJ＝1852kJ。
所以反应2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）中，放出的能量为1852kJ－1368kJ＝484kJ。
燃料燃烧放出的热量＝形成生成物分子的化学键放出的总能量－断裂反应物分子的化学键吸收的总能量。
7．在生产和生活中应根据什么标准来选择燃料？
提示 ①燃料的热值，②燃料的价格，③燃料对环境的影响，④燃料的储量，⑤燃料的开采、运输。
[效果自测]
1．判断
（1）化学变化过程中既有物质变化又有能量变化。
（ ）
（2）化学反应中都会伴有能量的变化。
（ ）
（3）伴有能量变化的过程一定是化学变化。
（ ）
（4）化学反应中的能量变化全部是以热量的形式变化的。
（ ）
（5）只要有化学键的断裂，一定发生化学反应。
（ ）
（6）断裂化学键释放出能量而生成新键则吸收能量。
（ ）
（7）当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量。
（ ）
（8）化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程。
（ ）
答案
（1）√
（2）√ （3）× （4）× （5）× （6）× （7）× （8）×
2．下列对热化学方程式1/2H2（g）＋1/2I2（g）===HI（g） ΔH＝＋26kJ·mol－1的叙述中，正确的是（ ）
A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量
C．1molH2（g）与1molI2（g）完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量
D．1molH2（g）与1molI2（g）完全反应放出26kJ的热量
解析 热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。
只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断。
在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；A、D则未将反应的化学计量数与ΔH正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数并不是表示分子个数的前提；D将反应错认为是放热反应。
答案 C
探究一、化学反应中热量的变化
【合作交流】
1．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？
提示 不一定。
加热、点燃、高温等反应条件是反应发生的引发条件，一个反应是吸热还是放热最终取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，因此，开始需要加热的反应也可能是放热反应，吸热反应在常温下也有可能发生。
2．已知反应：
2H2＋O2===2H2O。
已知断开1molH—H键吸收能量436kJ，断开1molOO键吸收能量498kJ，断开1molH—O键吸收能量465kJ。
1molH2完全燃烧放出的能量是多少？
提示
＝245kJ。
【点拨提升】
1．反应热（ΔH）
2．反应热与化学键能的关系
（1）键能：
共价键的键能是指生成1mol共价键所放出的能量或破坏1mol共价键所消耗的能量。
（2）键能与物质的稳定性：
键能越大，共价键越牢固，形成的物质越稳定，则该物质本身所具有的能量越低。
（3）利用键能计算反应热：
ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和。
3．放热反应与吸热反应的比较
放热反应
吸热反应
能量变化
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
键能变化
生成物的总键能大于反应物的总键能
生成物的总键能小于反应物的总键能
图示
实例
①金属和水或酸的反应；
②金属氧化物和水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸和碱的中和反应；⑤铝热反应；⑥大部分化合反应
①大部分分解反应；②以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应；③Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl的反应
【典题例证1】 已知反应H2＋Cl2===2HCl，破坏1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ。
则下列说法中正确的是（ ）
A．该反应反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应的能量关系为Q1＋Q2C．该反应需要在点燃或光照下进行，所以为吸热反应
D．该反应中化学能只能转化为热能
解析 所有的燃烧反应都是放热反应，所以该反应反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；放热反应形成化学键释放的能量2Q3kJ大于破坏化学键吸收的能量（Q1＋Q2）kJ，B不正确；该反应为放热反应，反应放热还是吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，与条件无关，C不正确；该反应化学能可以转化为热能，也可以转化为其他形式的能，如电能、光能等。
答案 A
解题感悟
（1）一个确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，或取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系。
（2）ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量。
若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应。
【学以致用1】 已知X＋Y===M＋N反应中的能量变化过程如图，则下列有关说法正确的是（ ）
A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量
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
解析 由图像可知该反应为吸热反应，所以X和Y的总能量一定低于M和N的总能量，A项不正确、D项正确；破坏反应物中的化学键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放出的总能量时，该反应则为吸热反应，C项不正确；吸热反应在常温下也可能进行反应，不一定需加热，B项不正确。
答案 D
探究二、热化学方程式的书写
【合作交流】
3．H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH1与2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH2中ΔH1、ΔH2相同吗？
有什么关系？
提示 不相同，ΔH1＝
ΔH2
4．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ·mol－1，则1molH2（g）完全燃烧生成H2O（l）释放的热量为多少kJ?
提示 285.8kJ
【点拨提升】
1．ΔH的意义
ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。
若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
ΔH的单位一般为kJ·mol－1。
2．化学计量数
注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
3．物质的聚集状态
反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。
因此，必须注明物质的聚集状态（g、l、s）才能完整地体现出热化学方程式的意义。
因为：
固体（s）
液体（l）
气体（g）
4．热化学方程式中化学计量数与ΔH的关系
由于ΔH与反应完成的物质的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
【典题例证2】 已知在1×105Pa,298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O（g）===H2（g）＋
O2（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－484kJ·mol－1
C．H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1
解析 在热化学方程式中要注明反应物和生成物的状态，ΔH值要正确且注明“＋”与“－”（“＋”常省略），物质的化学计量数可用分数。
结合以上原则分析：
H2燃烧放热（ΔH为负值），H2O分解为吸热（ΔH为正值），故A正确，B中水的状态应该是气态。
答案 A
【学以致用2】 下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2SO2＋O2===2SO3 ΔH＝－196.6kJ·mol－1
B．H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）ΔH＝＋241.8kJ·mol－1
C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1
D．C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝＋393.5kJ·mol－1
解析 书写热化学方程式必须注意：
①要注明反应物与生成物各物质的状态，A错；②吸热反应ΔH>0，体系能量升高；放热反应ΔH<0，B、D错。
答案 C
1．下列反应属于放热反应的是（ ）
A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应
B．能量变化如图所示的反应
C．化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应
D．燃烧反应和酸碱中和反应
解析 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应为吸热反应。
答案 D
2．下列关于反应能量的说法中正确的是（ ）
A．化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化
B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C．已知反应：
Zn（s）＋CuSO4（aq）===ZnSO4（aq）＋Cu（s）为放热反应，则反应物总能量<生成物总能量
D．相同条件下，如果1mol氢原子所具有的能量为E1，1mol氢分子的能量为E2。
则2E1＝E2
解析 化学反应中的能量变化，不都是表现为热量的变化，还可能有其他能量的变化，如光能等，故A项错误；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故C项错误；原子变成分子需要形成化学键，放出能量，2E1>E2，故D项错误。
答案 B
3．1g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9kJ的热量，下列表示该反应的热化学方程式中，正确的是（ ）
A．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－142.9kJ·mol－1
B．H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l） ΔH＝－285.8kJ·mol－1
C．2H2＋O2===2H2O ΔH＝－571.6kJ·mol－1
D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝＋571.6kJ·mol－1
解析 1g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9kJ的热量，ΔH<0，则1molH2燃烧放出285.8kJ的热量，故反应的热化学方程式为H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l） ΔH＝－285.8kJ·mol－1或2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ·mol－1。
A项中热量计算错误，C项中没有注明物质的聚集状态，D项中ΔH应为负值。
故正确答案为B。
答案 B
4．已知H2（g）＋
O2（g）===H2O（g），如图是1molH2燃烧的反应过程中能量变化示意图。
请回答下列问题：
（1）a、b、c分别代表什么意义？
a________________________________________________________________________；
b________________________________________________________________________；
c________________________________________________________________________。
（2）该反应是______（填“吸热”或“放热”）反应。
（3）氢气在氧气中燃烧，破坏1molH—H键吸收Q1kJ的能量，破坏1molO===O键吸收Q2kJ的能量，形成1molH—O键释放Q3kJ的能量，则下列关系式正确的是________________。
A．2Q1＋Q2>4Q3 B．2Q1＋Q2<4Q3
C．Q1＋Q2（4）已知1gH2（g）完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且O2（g）中1molO===O键完全断裂时吸收热量496kJ，H2O（g）中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则H2（g）中1molH—H键断裂时吸收热量为________kJ。
解析
（1）化学反应发生时，首先断裂反应物中的化学键，再形成生成物中的化学键，H2（g）和
O2（g）与2H（g）和O（g）之间的能量差是H2→2H（g）和
O2（g）→O（g）过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量。
故a表示断裂1molH—H键和0.5molO===O键所吸收的总能量。
同理，b表示形成2molH—O键所放出的总能量，c表示1molH2（g）和0.5molO2（g）完全反应生成1molH2O（g）放出的能量。
（3）氢气在氧气中燃烧的反应为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g），反应释放能量。
在该反应中破坏2molH—H键、1molO===O键，形成4molH—O键，所以2Q1＋Q2<4Q3。
（4）因为1gH2（g）完全燃烧生成H2O（g）时放出热量121kJ，所以1molH2（g）与
molO2（g）完全燃烧生成1molH2O（g）时放出热量242kJ。
反应过程中断裂1molH—H键和
molO===O键需要吸收的能量为
×496kJ＋EH—H，形成2molO—H键释放的能量为2×463kJ＝926kJ，所以926kJ－（
×496kJ＋EH—H）＝242kJ，解得EH—H＝436kJ。
答案
（1）a表示断裂1molH—H键和0.5molO===O键所吸收的总能量 b表示形成2molH—O键所放出的总能量 c表示1molH2（g）和0.5molO2（g）完全反应生成1molH2O（g）放出的能量
（2）放热 （3）B （4）436
课时作业
基础巩固
1．下列关于化学反应的说法中不正确的是（ ）
A．化学反应过程中一定有热量释放出来
B．化学反应的特征是有新物质生成
C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程
D．在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等
解析 化学反应的本质特征是一定有新物质生成。
化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，或旧键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。
答案 A
2．下列说法中正确的是（ ）
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 ④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行
A．③④B．①②
C．①②③④D．②③④
解析 需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如木炭燃烧反应；放热反应常温下不一定容易发生，如木炭燃烧反应；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；由于放热反应在反应过程中放出热量，可以维持反应继续进行，所以停止加热后反应也可以继续进行。
答案 A
3．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
解析 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，不合题意；Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是一个非氧化还原反应，D项不合题意。
答案 B
4．下列各图中表示热化学方程式A（g）＋B（g）===C（g）＋D（l） ΔH＜0的是（E表示能量）（ ）
解析 ΔH＜0，该反应是放热反应，即生成物的总能量比反应物的总能量低，并且反应的发生需要一定的能量，所以B项正确。
答案 B
5．4P（红磷，s）P4（白磷，s） ΔH＝＋17kJ·mol－1，根据以上热化学方程式，下列推论正确的是（ ）
A．当1mol白磷完全转变成红磷时放出17kJ热量
B．正反应是一个放热反应
C．当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量
D．白磷比红磷稳定
解析 题给热化学方程式表示4mol红磷转变成1mol白磷时吸收17kJ的热量，B、C错误，A正确；因为白磷比红磷的能量高，故白磷比红磷稳定性差，D错误。
答案 A
6．N2H4是一种高效清洁的火箭燃料，0.25molN2H4（g）完全燃烧生成N2和气态水时放出13
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