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：
考向1 反应热的概念及能量的利用
1．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；C项，核能是新能源，故C正确；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。
2．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热量大于形成化学键释放的能量。
3．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甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量
答案 BD
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，反应放出的热量大于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。
考向2 结合能量关系图理解反应
4．关于反应3O2（g）===2O3（g），反应过程中能量的变化如图所示。
下列有关该反应的ΔH、ΔS的说法中正确的是（ ）
A．ΔH<0 ΔS<0B．ΔH>0 ΔS<0
C．ΔH<0 ΔS>0D．ΔH>0 ΔS>0
答案 B
解析 该反应的反应物能量比生成物能量低，为吸热反应，ΔH>0，该反应是熵减的化学反应，ΔS<0，B项正确。
5．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。
6．物质（t BuNO）2在正庚烷溶剂中发生如下反应：
（t BuNO）22（t BuNO） ΔH＝＋50.5kJ·mol－1，Ea＝90.4kJ·mol－1。
下列图像合理的是（ ）
答案 D
解析 由已知得该反应的ΔH＝＋50.5kJ·mol－1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，又依据活化能Ea＝90.4kJ·mol－1，可知Ea－ΔH<50.5kJ·mol－1，结合图中Ea－ΔH与ΔH的比例可知能量关系图D是合理的。
高考题型2 热化学方程式的书写与正误判断
1．按要求书写下列变化的热化学方程式：
（1）[2016·天津理综，7（4）]Si与Cl两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式：
_________________________________________________。
（2）[2015·天津理综，7（4）]已知1mol钠的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式：
___________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）[2015·安徽理综，27（4）]NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g），在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）[2014·安徽理综，25（3）]CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。
在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl（s），放热44.4kJ，该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）
ΔH＝－687kJ·mol－1
（2）2Na（s）＋O2（g）===Na2O2（s）
ΔH＝－511kJ·mol－1
（3）NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）
ΔH＝－216kJ·mol－1
（4）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）
ΔH＝－177.6kJ·mol－1
2．（2014·海南，4）标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。
已知H—H、H—O和O==O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1、495kJ·mol－1。
下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O（g）===H2（g）＋
O2（g）
ΔH＝－485kJ·mol－1
B．H2O（g）===H2（g）＋
O2（g）
ΔH＝＋485kJ·mol－1
C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）
ΔH＝＋485kJ·mol－1
D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）
ΔH＝－485kJ·mol－1
答案 D
解析 根据“H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1、495kJ·mol－1”，可以计算出2molH2和1molO2完全反应生成2molH2O（g）产生的焓变是436kJ·mol－1×2＋495kJ·mol－1×1－463kJ·mol－1×4＝－485kJ·mol－1，所以该过程的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－485kJ·mol－1，D正确。
考向1 对热化学方程式意义的理解
1．已知：
H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270kJ·mol－1，下列说法正确的是（ ）
A．2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
答案 C
解析 热化学方程式中的计量数表示物质的量。
2．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（ ）
A．已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量
B．已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3kJ
D．已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g） ΔH1,2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH2，则ΔH1<ΔH2
答案 D
解析 A项说明2molSO2和1molO2的总能量比2molSO3的能量高，但不能说明SO2的能量高于SO3的能量，A不正确；石墨转化为金刚石吸收能量，则金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B不正确；酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C不正确；碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多，但比较ΔH时应带符号比较，故ΔH1<ΔH2，D正确。
考向2 热化学方程式的正误判断
3．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
（1）
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的燃烧热为ΔH＝－285.8kJ·mol－1
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）
ΔH＝－285.8kJ·mol－1
D
碳的燃烧热为ΔH＝－393.5kJ·mol－1
2C（s）＋O2（g）===2CO（g）
ΔH＝－787kJ·mol－1
答案 B
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。
4．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。
考向3 热化学方程式的正确书写
5．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
（1）适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2吸收16.95kJ热量。
N2与O2反应的热化学方程式为___________________________________________________________。
（2）18g葡萄糖与适量O2反应，生成CO2和液态水，放出280.4kJ热量。
葡萄糖燃烧的热化学方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。
已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。
SiH4自燃的热化学方程式为_______________________
________________________________________________________________________。
（4）下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
答案
（1）N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）
ΔH＝＋67.8kJ·mol－1
（2）C6H12O6（s）＋6O2（g）===6H2O（l）＋6CO2（g）
ΔH＝－2804kJ·mol－1
（3）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l）
ΔH＝－1427.2kJ·mol－1
（4）NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）
ΔH＝－234kJ·mol－1
解析
（1）23gNO2的物质的量为0.5mol，则生成2molNO2吸收的热量为67.8kJ。
吸热反应ΔH为正值，故反应的热化学方程式为N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g） ΔH＝＋67.8kJ·mol－1。
（2）18g葡萄糖的物质的量为0.1mol，故1mol葡萄糖燃烧生成CO2和液态水放出2804kJ的热量，反应的热化学方程式为C6H12O6（s）＋6O2（g）===6H2O（l）＋6CO2（g） ΔH＝－2804kJ·mol－1。
（3）2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,1molSiH4自燃放出热量1427.2kJ，故热化学方程式为SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l） ΔH＝－1427.2kJ·mol－1。
（4）由图可知放出能量：
ΔE＝368kJ·mol－1－134kJ·mol－1＝234kJ·mol－1。
6．
（1）CO可用于消除NO的污染。
已知：
N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋179.5kJ·mol－1①
2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g） ΔH＝－112.3kJ·mol－1②
NO2（g）＋CO（g）===NO（g）＋CO2（g） ΔH＝－234kJ·mol－1③
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）已知某些化学键的键能数据如表所示：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C
O
H—O
键能（kJ·mol－1）
348
413
436
358
1072
463
工业上制备甲醇的方法之一：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
已知CO中的化学键为C
O，则该反应的热化学方程式为_________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g） ΔH＝－759.8kJ·mol－1
（2）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH＝－116kJ·mol－1
解析
（1）NO与CO反应生成的无污染气体是氮气和二氧化碳：
2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g），根据盖斯定律，由②－①＋2×③得ΔH＝－759.8kJ·mol－1。
（2）反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）的焓变可以根据反应物的总键能和生成物的总键能计算得到，ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和＝1072kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－（3×413kJ·mol－1＋358kJ·mol－1＋463kJ·mol－1）＝－116kJ·mol－1。
高考题型3 盖斯定律应用 反应热的计算
1．（2016·江苏，8）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。
2．[2016·全国卷Ⅱ，26（3）]
①2O2（g）＋N2（g）===N2O4（l） ΔH1
②N2（g）＋2H2（g）===N2H4（l） ΔH2
③O2（g）＋2H2（g）===2H2O（g） ΔH3
④2N2H4（l）＋N2O4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）
ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放出热量大，产生大量的气体
解析
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