第05讲 化学反应的焓变（预习讲义）-【暑假自学课】2025年新高二化学暑假提升精品讲义（苏教版2019）

第05讲 化学反应的焓变 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 内能和焓 1．体系和环境 _________的物质系统称为体系，体系以外的_________称为环境或外界。 以盐酸与NaOH溶液反应为例： 2．内能与焓 (1)内能 ①物质的量确定的体系中，物质的__________________称为内能。 ②内能的影响因素： 内能受_________、_________、物质的_________和组成的影响。物质处于一定的状态，就具有一定的内能，状态发生改变时，内能就会发生变化。 ③内能的绝对值_________测得，内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热对内（或外）所做的功的形式表现出来。 (2)焓和焓变 焓是与______有关的物理量，用符号______表示。焓的数值的变化称为焓变，即为______。 知识点二 化学反应的焓变 1．化学反应的两大基本特征 化学反应过程中既有______变化，又有______变化。 能量的转换以发生化学变化的_______为基础，遵循_______守恒定律。 释放或吸收热是化学反应中能量变化的主要形式之一，释放或吸收热的多少取决于化学反应中反应物的_________。 2．反应热和焓变 (1)反应热： 在化学反应过程中，当反应物和生成物具有_________时，_____________称为化学反应的热效应，也称反应热。 (2)焓变： ①概念：在_________条件下，化学反应过程中_________或_________的热称为反应的焓变。 ②焓变的符号：_________，常用单位：_________。 ③化学反应的焓变与_________、_________、反应物及生成物的_________等因素有关。 (3)焓变和反应热的关系： 在_________的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变。 3．化学反应过程中的能量变化 (1)化学反应过程中的能量变化 一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的_________。 若反应物的能量小于生成物的能量，则反应过程中_________能量；若反应物的能量大于生成物的能量，则反应过程中_________能量。 (2)放热反应和吸热反应 以反应过程中能量变化为依据，将化学反应分为吸热反应和放热反应。 _________热的反应称为吸热反应，其ΔH______0；_________热的反应称为放热反应，其ΔH______0。 【特别提醒】 (1)吸热反应和放热反应均为化学变化。 (2)吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应也可能是放热反应。 常见的放热反应有：①燃烧反应；②中和反应；③金属与水或酸反应放出氢气；④大多数化合反应；⑤铝热反应。 常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②需要持续加热的反应；③CO2+C2CO，C+H2OCO+H2；④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。 (3)一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定；物质内的总键能越大，物质越稳定。 (4)物质在发生物理变化时，也会放出或吸收能量。 常见的放热过程有：①浓硫酸稀释、NaOH溶于水；②物态变化：气态→液态→固态。 常见的吸热过程有：①NH4NO3溶于水；②弱电解质的电离；③物态变化：固态→液态→气体。 知识点3 热化学方程式 1．热化学方程式 (1)概念：能够表示_________的化学方程式叫热化学方程式。 (2)意义：热化学方程式不仅表示化学反应中的_________变化，也表示了_________变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。如： H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下，_________气态H2与_________气态O2反应生成_________时，_________的热量是285.8 kJ。 3．热化学方程式的书写方法 (1)写出相应的化学方程式。在热化学方程式中，各物质化学式前面的化学计量数只表示其_________，可以是整数或简单分数。 (2)标明反应物及生成物的_________、_________和_________。若不标明温度和压强，则表示是在25 ℃（即298 K）、101 kPa条件下的焓变。 (3)标注各物质的聚集状态。在物质化学式后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“_____”，液体用“_____”，固体用“_____”，水溶液用“_____”。 (4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“____”；若为吸热反应，ΔH为“____”(“＋”可省略不写)。 (5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH的单位是_________。 【特别提醒】 (1)可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 (2)热化学方程式中的物质必须注明聚集状态，不用标“↑”“↓”，也不用标明反应条件(如加热、高温、催化剂等)，而写发生反应时的温度和压强。 (3)ΔH的单位为kJ·mol－1，注意“＋”“－”且与化学方程式一一对应。 (4)同一化学反应，物质的化学计量数不同，反应的ΔH也不同。 (5)若一个反应的焓变ΔH =akJ·mol-1， 则其逆反应的焓变ΔH =—akJ·mol-1。 知识点4 化学反应中能量变化的本质——化学键的断裂和形成 1．实例分析 N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示： 由图可知： 化学键 反应中能量变化 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化 N≡N 吸收_________ kJ 共吸收_________kJ O==O 吸收_________ kJ N≡O 放出_________kJ 共放出_________kJ 结论 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热ΔH＝____________ 2．化学反应能量变化的本质 (1)化学反应中中的能量变化，本质上是由于化学变化中旧化学键断裂时_________的能量和新化学键形成时_________的能量不同造成的。 (2)化学键与化学反应能量变化的关系 化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示： 其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示_________。上述反应过程表示该反应为_________反应。 故焓变计算公式：ΔH＝____________。 【方法导引】 (1)从宏观角度认识化学反应的焓变 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 表示方法 ΔH<0 ΔH>0 (2)从微观角度认识化学反应的焓变 化学反应的本质是旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成释放的能量不同导致的，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。 化学键断裂吸收的能量>化学键形成放出的能量：ΔH>0 化学键断裂吸收的能量<化学键形成放出的能量：ΔH<0 学以致用（P5） 请参考例1，写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25 ℃、101 kPa）。 （1）N2 (g)与H2 (g)反应生成17 g NH3 (g)，释放46.2 kJ的热。 ___________________________________________ （2）1 mol C2 H5 OH(l)完全燃烧生成CO2 (g)和H2O(l)，释放 1 366.8 kJ的热。 _______________________________________________ （3）44.8 L（标准状况）C2H2 (g)在O2 (g)中完全燃烧生成 CO2 (g)和H2O(l)，释放2 599.2 kJ的热。 _______________________________________________ （4）12 g C (石墨，s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g) 和H2 (g)，吸收131.3 kJ 的热。 ______________________________________________ 解题方法 (1)写出相应的化学方程式。 (2)找出对应的物质与热量的关系，并按比例式进行计算。 (3)写出热化学方程式。 【答案】 教材习题01（P13） 已知： (1)H2(g)＋O2 (g)=H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1 (2)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 (3)H2 (g)＋O2 (g)=H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1 (4) 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH4＝－d kJ·mol－1 下列关系式中不正确的是（ ） A． a < c B． b > d C． 2a＝b D． 2c＝d 解题方法 (1)(3)对比，H2O(g)的能量大于H2O(l)的能量，故(1)放出的热量小于(3)放出的能量，故a<c；(2)(4)对比，H2O(g)的能量大于H2O(l)的能量，故(2)放出的热量小于(4)放出的能量，故b<d；故A正确，B错误；(1)(2)对比，(2)中各物质的化学计量数是(1)的两倍，故2a=2，同样，2c=d，故C、D选项正确。 【答案】 考点一 反应热和焓变 1．下列关于反应热和焓变的说法正确的是(　　) A．任何条件下，焓变完全等于反应热 B．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0 C．所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得 D．生成物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0 2．对于放热反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确的是(　　) A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量 C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量 D．反应物H2和O2比产物H2O稳定 3．下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应 B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量 C．反应3O2(g)===2O3(g)的ΔH＞0，则O3比O2稳定 D．气态水比液态水稳定 考点二 热化学方程式 1．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则下列关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是(　　) A．方程式中的化学计量数表示分子数 B．该反应的ΔH大于零 C．该反应的ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．该反应可表示36 g水蒸气分解时的热效应 2．长征五号遥五运载火箭推进剂采用的是液氢与液氧，已知在101 kPa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ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．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1 C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1 D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 3．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( ) ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)+ O2 (g)===CO(g) ΔH2 ②H2(g)+O2 (g)===H2O(l) ΔH3 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4 ③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH5 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) ΔH6 A．① B．③ C．②③ D．①②③ 4．根据所给信息，书写对应的热化学方程式。 (1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5 kJ热量： 。 (2)已知1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量： 。 (3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ热量： 。 (4)25 ℃、101 kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量： 。 (5)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式： 。 考点三 化学键与化学反应能量变化的关系 1．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是(　　) A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量 C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量 D．1 mol N2和1 mol O2的反应热ΔH＝－180 kJ·mol－1 2．N2和H2合成NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是(　　) A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1 C．N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1 D．N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 3．已知一些化学键的键能数据如表所示： 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155 则反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热(焓变ΔH)等于(　　) A．485 kJ·mol－1 B．－485 kJ·mol－1 C．－1 940 kJ·mol－1 D．1 940 kJ·mol－1 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．认识化学能与热能之间相互转化，能量的变化遵循能量守恒定律； 2．知道内能是体系内各物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响； 3．明确恒温、恒压下化学反应的热效应可以用焓变表示； 4．掌握热化学方程式的意义及书写方法。 【学习重难点】 1．化学反应中发生能量变化的原因； 2．热化学方程的书写方法。 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．Al与盐酸的反应属于放热反应 B．化学反应总是伴随着能量的变化 C．当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应向环境放出能量 D．CO2与C的反应属于放热反应 2．太阳能是理想的能源，通过Zn和ZnO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法中，不正确的是(　　) A．Zn与H2O或者CO2反应时作还原剂 B．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 C．利用该过程可以生产氢能源，实现太阳能向化学能的转化 D．该过程需要不断补充Zn才能持续进行 3．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．锌与盐酸的反应属于放热反应 B．断裂化学键释放能量，形成化学键需要吸收能量 C．化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化 D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 4．下列关于ΔH的说法正确的是(　　) A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH＞0时反应放热，ΔH＜0时反应吸热 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH为负值 5．H2和I2在一定条件下能发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。 已知(a、b、c 均大于零)，下列说法不正确的是(　　) A．反应物的总焓高于生成物的总焓 B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量 C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量等于2a kJ 6．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开1mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ能量，断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ能量。下列说法正确的是(　　) A．上述反应中产物比反应物更稳定 B．断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收812 kJ能量 C．NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝＋90 kJ·mol－1 D．上述反应中反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高 7．科学家用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图所示，下列分析正确的是(　　) A．CO和O生成CO2的过程是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 D．该过程中所有化合物均为共价化合物 8．H2(g)与ICl(g)的反应包含以下两步： Ⅰ.H2(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋HI(g) Ⅱ.HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)。 反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ为吸热反应 B．反应Ⅱ为放热反应 C．反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1 D．反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应 9．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是(　　) A．在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总能量大于2 mol HF(g)的能量 B．1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ C．该反应的逆反应是放热反应 D．该反应过程的能量变化可用下图来表示 10．如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是(　　) A．过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 B．过程Ⅲ中O＋O==O2是吸热过程 C．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl==ClO＋O2 D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂 11．现有两个氢气燃烧生成水的热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1 请回答下列问题： (1)若2 mol H2完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)|b| kJ。 (2)反应热的关系：2a__________(填“>”“<”或“＝”)b。 (3)已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，且氧气中1 mol化学键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收的热量为_______________。 12．已知下列一组热化学方程式： ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482.0 kJ·mol－1 ③CH3COOH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) 　ΔH＝－435.1 kJ·mol－1 ④NH4NO3(s)===NH3(g)＋HNO3(g) ΔH＝＋170.7 kJ·mol－1 ⑤CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1 ⑥ZnC2O4(s)===2CO2(g)＋Zn(s) ΔH＝＋20.0 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)上述反应中属于吸热反应的是__________(填序号)。 (2)上述放热反应中，相同物质的量的非氧气物质参加反应，放出的热量从大到小的顺序是__________(用序号表示)。 (3)3 mol甲烷与1 mol丙烷的混合气体，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量是_______kJ，该热量用于分解ZnC2O4(s)制备Zn(s)，同时生成CO2气体时，从理论上可制得Zn______g。 13．近年来，全国大部分地区被雾霾笼罩，机动车尾气排放是引发雾霾的原因之一。提高空气质量，减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引发反应：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如下表： 断裂的共价键 O==O N≡N N—O 能量/kJ·mol－1 495 945 630 (1)机动车内燃机工作时会引发N2和O2的反应，该反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量________(填“高”或“低”)。 (2)N2与O2合成NO的热化学方程式可以表示为N2(g)＋O2(g)NO(g)，则ΔH＝__________。 (3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 化学反应的焓变 内容导航——预习四步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 第二步：练 练习题 强方法：教材习题学解题、强化关键解题方法 练考点 会应用：核心考点精准练、快速掌握知识应用 第三步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第四步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 内能和焓 1．体系和环境 被研究的物质系统称为体系，体系以外的其他部分称为环境或外界。 以盐酸与NaOH溶液反应为例： 2．内能与焓 (1)内能 ①物质的量确定的体系中，物质的各种能量总和称为内能。 ②内能的影响因素： 内能受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。物质处于一定的状态，就具有一定的内能，状态发生改变时，内能就会发生变化。 ③内能的绝对值无法直接测得，内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热对内（或外）所做的功的形式表现出来。 (2)焓和焓变 焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。焓的数值的变化称为焓变，即为ΔH。 知识点二 化学反应的焓变 1．化学反应的两大基本特征 化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。 能量的转换以发生化学变化的物质为基础，遵循能量守恒定律。 释放或吸收热是化学反应中能量变化的主要形式之一，释放或吸收热的多少取决于化学反应中反应物的转化量。 2．反应热和焓变 (1)反应热： 在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。 (2)焓变： ①概念：在恒压条件下，化学反应过程中吸收或放出的热称为反应的焓变。 ②焓变的符号：ΔH，常用单位：kJ·mol－1。 ③化学反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关。 (3)焓变和反应热的关系： 在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变。 3．化学反应过程中的能量变化 (1)化学反应过程中的能量变化 一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。 若反应物的能量小于生成物的能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的能量大于生成物的能量，则反应过程中放出能量。 (2)放热反应和吸热反应 以反应过程中能量变化为依据，将化学反应分为吸热反应和放热反应。 吸收热的反应称为吸热反应，其ΔH>0；放出热的反应称为放热反应，其ΔH<0。 【特别提醒】 (1)吸热反应和放热反应均为化学变化。 (2)吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应也可能是放热反应。 常见的放热反应有：①燃烧反应；②中和反应；③金属与水或酸反应放出氢气；④大多数化合反应；⑤铝热反应。 常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②需要持续加热的反应；③CO2+C2CO，C+H2OCO+H2；④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。 (3)一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定；物质内的总键能越大，物质越稳定。 (4)物质在发生物理变化时，也会放出或吸收能量。 常见的放热过程有：①浓硫酸稀释、NaOH溶于水；②物态变化：气态→液态→固态。 常见的吸热过程有：①NH4NO3溶于水；②弱电解质的电离；③物态变化：固态→液态→气体。 知识点3 热化学方程式 1．热化学方程式 (1)概念：能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式。 (2)意义：热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表示了能量变化。还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。如： H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1表示的意义是在25 ℃、101 kPa下，1 mol 气态H2与 mol 气态O2反应生成1 mol液态水时，放出的热量是285.8 kJ。 3．热化学方程式的书写方法 (1)写出相应的化学方程式。在热化学方程式中，各物质化学式前面的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或简单分数。 (2)标明反应物及生成物的状态、反应温度和压强。若不标明温度和压强，则表示是在25 ℃（即298 K）、101 kPa条件下的焓变。 (3)标注各物质的聚集状态。在物质化学式后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，水溶液用“aq”。 (4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(“＋”可省略不写)。 (5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH的单位是kJ·mol－1。 【特别提醒】 (1)可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 (2)热化学方程式中的物质必须注明聚集状态，不用标“↑”“↓”，也不用标明反应条件(如加热、高温、催化剂等)，而写发生反应时的温度和压强。 (3)ΔH的单位为kJ·mol－1，注意“＋”“－”且与化学方程式一一对应。 (4)同一化学反应，物质的化学计量数不同，反应的ΔH也不同。 (5)若一个反应的焓变ΔH =akJ·mol-1， 则其逆反应的焓变ΔH =—akJ·mol-1。 知识点4 化学反应中能量变化的本质——化学键的断裂和形成 1．实例分析 N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示： 由图可知： 化学键 反应中能量变化 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化 N≡N 吸收946 kJ 共吸收1 444 kJ O==O 吸收498 kJ N≡O 放出632 kJ 共放出1 264 kJ 结论 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热ΔH＝180 kJ·mol－1 2．化学反应能量变化的本质 (1)化学反应中中的能量变化，本质上是由于化学变化中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放的能量不同造成的。 (2)化学键与化学反应能量变化的关系 化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示： 其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。 故焓变计算公式：ΔH＝E1－E2。 【方法导引】 (1)从宏观角度认识化学反应的焓变 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 表示方法 ΔH<0 ΔH>0 (2)从微观角度认识化学反应的焓变 化学反应的本质是旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成释放的能量不同导致的，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。 化学键断裂吸收的能量>化学键形成放出的能量：ΔH>0 化学键断裂吸收的能量<化学键形成放出的能量：ΔH<0 学以致用（P5） 请参考例1，写出下列反应的热化学方程式（反应条件均为25 ℃、101 kPa）。 （1）N2 (g)与H2 (g)反应生成17 g NH3 (g)，释放46.2 kJ的热。 ___________________________________________ （2）1 mol C2 H5 OH(l)完全燃烧生成CO2 (g)和H2O(l)，释放 1 366.8 kJ的热。 _______________________________________________ （3）44.8 L（标准状况）C2H2 (g)在O2 (g)中完全燃烧生成 CO2 (g)和H2O(l)，释放2 599.2 kJ的热。 _______________________________________________ （4）12 g C (石墨，s)与适量H2O(g)反应完全转化为CO(g) 和H2 (g)，吸收131.3 kJ 的热。 ______________________________________________ 解题方法 (1)写出相应的化学方程式。 (2)找出对应的物质与热量的关系，并按比例式进行计算。 (3)写出热化学方程式。 【答案】(1) N2 (g)+H2 (g)NH3 (g) ΔH=—92.4kJ·mol-1 (2) C2 H5 OH(l)+3O2(g)===2CO2 (g)+3H2O(l) ΔH=—1 366.8 kJ·mol-1 (3) 2C2H2 (g)+5O2 (g)===4CO2 (g)+2H2O(l) ΔH=—2 599.2 kJ·mol-1 (4) C (石墨，s)+H2O(g)===CO(g) +H2 (g) ΔH=+31.3 kJ·mol-1 教材习题01（P13） 已知： (1)H2(g)＋O2 (g)=H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1 (2)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 (3)H2 (g)＋O2 (g)=H2O(l) ΔH3＝－c kJ·mol－1 (4) 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH4＝－d kJ·mol－1 下列关系式中不正确的是（ ） A． a < c B． b > d C． 2a＝b D． 2c＝d 解题方法 (1)(3)对比，H2O(g)的能量大于H2O(l)的能量，故(1)放出的热量小于(3)放出的能量，故a<c；(2)(4)对比，H2O(g)的能量大于H2O(l)的能量，故(2)放出的热量小于(4)放出的能量，故b<d；故A正确，B错误；(1)(2)对比，(2)中各物质的化学计量数是(1)的两倍，故2a=2，同样，2c=d，故C、D选项正确。 【答案】B 考点一 反应热和焓变 1．下列关于反应热和焓变的说法正确的是(　　) A．任何条件下，焓变完全等于反应热 B．放热反应的ΔH＜0，吸热反应的ΔH＞0 C．所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得 D．生成物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＜0 【答案】B 【解析】恒压条件下的反应热才等于焓变，A项错误；放热反应ΔH＜0，吸热反应ΔH＞0，B项正确；有些化学反应的反应热与焓变不能通过实验直接测得，C项错误；生成物的总焓大于反应物的总焓，说明反应吸热，ΔH＞0，D项错误。 2．对于放热反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确的是(　　) A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量 B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量 C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量 D．反应物H2和O2比产物H2O稳定 【答案】B 【解析】反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)是放热反应，则说明反应物氢气和氧气的总能量高于生成物水的总能量。答案选B。 3．下列说法正确的是(　　) A．浓硫酸溶于水放出大量的热，是放热反应 B．碳酸钙受热分解的反应中生成物总能量高于反应物总能量 C．反应3O2(g)===2O3(g)的ΔH＞0，则O3比O2稳定 D．气态水比液态水稳定 【答案】B 【解析】浓硫酸溶于水是物理变化，是放热过程，A项错误；碳酸钙受热分解在高温条件下进行，反应物吸收能量转化为生成物，因此生成物的总能量高于反应物的总能量，B项正确；O2和O3互为同素异形体，其中能量越低的物质越稳定，即O2比O3稳定，C项错误；液态水转化为气态水时要吸收能量，能量低的液态水稳定，D项错误。 考点二 热化学方程式 1．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则下列关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是(　　) A．方程式中的化学计量数表示分子数 B．该反应的ΔH大于零 C．该反应的ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．该反应可表示36 g水蒸气分解时的热效应 【答案】B 【解析】热化学方程式中化学计量数表示物质的量，A项错误；水的分解是吸热反应，焓变大于零，B项正确；正、逆反应焓变的符号相反，数值相等，故该反应的焓变大于零，C项错误；该反应表示36 g液态水分解成氢气和氧气时的热效应，D项错误。 2．长征五号遥五运载火箭推进剂采用的是液氢与液氧，已知在101 kPa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ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．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1 C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1 D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】A、2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则1 mol氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量，其逆过程就要吸收这些热量，有H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1，故A错误；B、生成的水应该为气态，而不是液态，且氢气的燃烧为放热反应，反应热应该为负值，故B错误；C、2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则2 mol水蒸气分解吸收484 kJ热量，故有2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1，故C正确；D、2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则1 mol氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量，故有H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，故D错误。 3．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( ) ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)+ O2 (g)===CO(g) ΔH2 ②H2(g)+O2 (g)===H2O(l) ΔH3 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4 ③CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH5 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(aq) ΔH6 A．① B．③ C．②③ D．①②③ 【答案】C 【解析】①前者1molC完全燃烧，放出热量多，由于都是放热反应（ΔH <0），故ΔH1<ΔH2；②后者化学计量数为前者的两倍，前者放出的热量少，由于都是放热反应（ΔH <0），故ΔH3>ΔH4；③前者是分解反应，为吸热反应，ΔH >0；后者是放热反应，ΔH <0，故ΔH5>ΔH6。 4．根据所给信息，书写对应的热化学方程式。 (1)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出91.5 kJ热量： 。 (2)已知1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量： 。 (3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ热量： 。 (4)25 ℃、101 kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量： 。 (5)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式： 。 答案　(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1 (2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1 (3)NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－226.7 kJ·mol－1 (4)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (5)NH3(g)N2(g)＋H2(g) ΔH＝46 kJ·mol－1 考点三 化学键与化学反应能量变化的关系 1．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是(　　) A．直观看，该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量 B．2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量 C．断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量 D．1 mol N2和1 mol O2的反应热ΔH＝－180 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据焓变＝反应物键能之和－生成物键能之和，则N2(g)＋ O2(g)===2NO(g)的ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1 ＝＋180 kJ·mol－1，故化学反应吸热，说明反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，A项正确；图中1 mol O2(g)断裂为O原子，吸收498 kJ能量，则2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量，B项正确；图中形成1 mol NO(g)放出632 kJ热量，则断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量，C项正确；根据计算可知ΔH＝＋180 kJ·mol－1，D项错误。 2．N2和H2合成NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是(　　) A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1 C．N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1 D．N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 【答案】A 【解析】根据图像，mol N2(g)＋mol H2(g)的能量比1 mol NH3(g)的能量大(b－a) kJ，因此N2(g)＋ H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a－b) kJ·mol－1，而1 mol的NH3(g)转化为1 mol的NH3(l)放出的热量为c kJ，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(l)　ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1，即：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1，故选A。 3．已知一些化学键的键能数据如表所示： 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1) 414 489 565 155 则反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热(焓变ΔH)等于(　　) A．485 kJ·mol－1 B．－485 kJ·mol－1 C．－1 940 kJ·mol－1 D．1 940 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)，所求反应的反应热ΔH＝414 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－489 kJ·mol－1×4－565 kJ·mol－1×4＝－1 940 kJ·mol－1。 知识导图记忆 知识目标复核 【学习目标】 1．认识化学能与热能之间相互转化，能量的变化遵循能量守恒定律； 2．知道内能是体系内各物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响； 3．明确恒温、恒压下化学反应的热效应可以用焓变表示； 4．掌握热化学方程式的意义及书写方法。 【学习重难点】 1．化学反应中发生能量变化的原因； 2．热化学方程的书写方法。 1．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．Al与盐酸的反应属于放热反应 B．化学反应总是伴随着能量的变化 C．当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应向环境放出能量 D．CO2与C的反应属于放热反应 【答案】D 【解析】Al与盐酸反应放出热量，因此反应属于放热反应，A正确；化学反应过程中有化学键的断裂和形成，断键吸热，成键放热，因此化学反应过程中总是伴随着能量的变化，B正确；当反应物的总能量高于生成物的总能量时，多余的能量就会以光和热的形式释放给周围环境，C正确；CO2与C的反应吸收热量，该反应属于吸热反应，D错误。 2．太阳能是理想的能源，通过Zn和ZnO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法中，不正确的是(　　) A．Zn与H2O或者CO2反应时作还原剂 B．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 C．利用该过程可以生产氢能源，实现太阳能向化学能的转化 D．该过程需要不断补充Zn才能持续进行 【答案】D 【解析】Zn与H2O或者CO2反应时Zn反应生成ZnO，化合价升高，作还原剂，故A正确；Zn与CO2反应消耗CO2，因此利用该过程可以降低环境中CO2的含量，故B正确；根据图中信息，反应生成氢气，因此利用该过程可以生产氢能源，实现太阳能向化学能的转化，故C正确；根据图中信息，该过程不需要不断补充Zn就能持续进行，故D错误。 3．下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　) A．锌与盐酸的反应属于放热反应 B．断裂化学键释放能量，形成化学键需要吸收能量 C．化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化 D．反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时向环境释放能量 【答案】B 【解析】锌与盐酸的反应为金属与酸的反应，属于放热反应，A正确；断裂化学键吸收能量，形成化学键需要释放能量，B错误；化学反应从微观上分析存在旧键的断裂和新键的形成，故不仅有新物质生成而且伴随着能量变化，C正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，反应时高出的能量，以光或热的形式向环境释放能量，D正确。 4．下列关于ΔH的说法正确的是(　　) A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH＞0时反应放热，ΔH＜0时反应吸热 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如图所示的化学反应为放热反应，ΔH为负值 【答案】D 【解析】A项，ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，错误；B项，ΔH＞0时反应吸热，ΔH＜0时反应放热，错误；C项，反应热有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故由反应物转化为生成物时，该反应为放热反应，ΔH为负值，正确。 5．H2和I2在一定条件下能发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。 已知(a、b、c 均大于零)，下列说法不正确的是(　　) A．反应物的总焓高于生成物的总焓 B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量 C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量等于2a kJ 【答案】D 【解析】焓变为负，为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量，A正确；H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1＜0，则断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量，B正确；焓变＝断裂化学键吸收的能量－成键释放的能量，若断开2 mol H—I键所需能量为x，则b＋c－x＝－a，得到x＝(c＋b＋a) kJ，C正确；该反应为可逆反应，不能完全转化，所以密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，D错误。 6．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开1mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ能量，断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ能量。下列说法正确的是(　　) A．上述反应中产物比反应物更稳定 B．断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收812 kJ能量 C．NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝＋90 kJ·mol－1 D．上述反应中反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高 【答案】D 【解析】A．由图可知，该反应是吸热反应，则2 mol NO的内能大于1 mol N2和1 mol O2，则NO的稳定性小于反应物，故A错误；B．设断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收能量为x，由图可知，反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)=== 2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1，ΔH＝＋180 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋ 498 kJ·mol－1－2x，x＝632 kJ·mol－1，即断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收 632 kJ能量，故B错误；C．由图可知，反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1，则2NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－180 kJ·mol－1，即NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－90 kJ·mol－1，故C错误；D．上述反应为吸热反应，焓变ΔH＞0，即焓变ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＞0，所以该反应中反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高，故D正确。 7．科学家用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图所示，下列分析正确的是(　　) A．CO和O生成CO2的过程是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 D．该过程中所有化合物均为共价化合物 【答案】D 【解析】由图可知反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，CO与O在催化剂表面形成CO2，不存在CO的断键过程，以此解答该题。A．由反应过程中的能量变化图可知，CO和O的总能量高于CO2的总能量，因此CO和O生成CO2为放热反应，故A错误；B．由图可知，CO中化学键没有断裂，故B错误；C．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O在催化作用下反应生成CO2的过程，故C错误；D．该过程中CO、CO2均为共价化合物，故D正确。 8．H2(g)与ICl(g)的反应包含以下两步： Ⅰ.H2(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋HI(g) Ⅱ.HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)。 反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ为吸热反应 B．反应Ⅱ为放热反应 C．反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1 D．反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应 【答案】A 【解析】反应Ⅰ、Ⅱ中反应物总能量均大于生成物的总能量，均为放热反应，A错误，B正确；由图像可知，反应H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)的ΔH＝－218 kJ·mol－1，C正确；反应Ⅰ、Ⅱ均涉及单质反应，元素化合价发生变化，则均为氧化还原反应，D正确。 9．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是(　　) A．在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总能量大于2 mol HF(g)的能量 B．1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ C．该反应的逆反应是放热反应 D．该反应过程的能量变化可用下图来表示 【答案】A 解析：该反应为放热反应，在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总能量大于2 mol HF(g)的能量，故A正确；液化放出热量，因此1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(l)放出的热量大于270 kJ，故B错误；该反应的逆反应是吸热反应，故C错误；该反应的ΔH<0，为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，故D错误。 10．如图为氟利昂(如CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是(　　) A．过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键 B．过程Ⅲ中O＋O==O2是吸热过程 C．过程Ⅱ可表示为O3＋Cl==ClO＋O2 D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂 【答案】B 【解析】据图可知过程Ⅰ中CFCl3生成CFCl2和氯原子，不同元素形成的共价键为极性键，所以过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键，故A正确；成键释放能量，所以O＋O==O2是放热过程，故B错误；据图可知过程Ⅱ可以表示为O3＋Cl==ClO＋O2，故C正确；过程Ⅱ中氯原子反应生成ClO，过程Ⅲ中ClO和氧原子反应又生成了氯原子，所以说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂，故D正确。 11．现有两个氢气燃烧生成水的热化学方程式： H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol－1 请回答下列问题： (1)若2 mol H2完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)|b| kJ。 (2)反应热的关系：2a__________(填“>”“<”或“＝”)b。 (3)已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1，且氧气中1 mol化学键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收的热量为_______________。 【答案】(1)<　(2)>　(3)436 kJ 【解析】(1)水蒸气转化为液态水是放热过程，故2 mol H2完全燃烧生成水蒸气，放出的热量小于|b| kJ； (2)由于a和b均小于0，且生成液态水时放出的热量大于生成气态水时放出的热量，即2a＞b； (3) ΔH＝断裂旧化学键吸收的总能量－形成新化学键放出的总能量，设断裂1 mol H—H键时吸收的热量为x，即－242 kJ·mol－1＝x kJ·mol－1＋496 kJ·mol－1×－463 kJ·mol－1×2，解得x＝436，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收的热量为436 kJ。 12．已知下列一组热化学方程式： ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.0 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482.0 kJ·mol－1 ③CH3COOH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) 　ΔH＝－435.1 kJ·mol－1 ④NH4NO3(s)===NH3(g)＋HNO3(g) ΔH＝＋170.7 kJ·mol－1 ⑤CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1 ⑥ZnC2O4(s)===2CO2(g)＋Zn(s) ΔH＝＋20.0 kJ·mol－1 回答下列问题： (1)上述反应中属于吸热反应的是__________(填序号)。 (2)上述放热反应中，相同物质的量的非氧气物质参加反应，放出的热量从大到小的顺序是__________(用序号表示)。 (3)3 mol甲烷与1 mol丙烷的混合气体，在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量是_______kJ，该热量用于分解ZnC2O4(s)制备Zn(s)，同时生成CO2气体时，从理论上可制得Zn______g。 【答案】(1)④⑥　(2)⑤>①>③>② (3)4 890　15 892.5 【解析】(1)吸热反应的焓变为正值，所以④和⑥为吸热反应； (2)热化学方程式②③可分别改写为H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.0 kJ·mol－1、CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.2 kJ·mol－1，所以相同物质的量的可燃物参加反应放出的热量从大到小的顺序为⑤>①>③>②； (3)根据热化学方程式①和热化学方程式⑤可知，3 mol甲烷与1 mol丙烷的混合气体完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1＋1 mol×2 220.0 kJ·mol－1＝4 890.0 kJ；该热量用于分解ZnC2O4(s)制备Zn(s)时生成Zn的物质的量为＝244.5 mol，质量为244.5 mol×65 g·mol－1＝15 892.5 g。 13．近年来，全国大部分地区被雾霾笼罩，机动车尾气排放是引发雾霾的原因之一。提高空气质量，减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引发反应：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如下表： 断裂的共价键 O==O N≡N N—O 能量/kJ·mol－1 495 945 630 (1)机动车内燃机工作时会引发N2和O2的反应，该反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量________(填“高”或“低”)。 (2)N2与O2合成NO的热化学方程式可以表示为N2(g)＋O2(g)NO(g)，则ΔH＝__________。 (3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a将_________(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1)吸热　低　(2)＋90 kJ·mol－1　(3)不变 【解析】(1)焓变ΔH＝反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量，根据题给数据可知，N2(g)＋O2(g)2NO(g)的ΔH＝945 kJ·mol－1＋ 495 kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1＞0，是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，即1 mol O2与1 mol N2的总能量比2 mol NO的总能量低。 (2)根据反应热的大小与物质的量成正比，即与反应的化学计量系数成正比，故N2(g)＋O2(g)NO(g)的ΔH＝×(＋180 kJ·mol－1)＝＋90 kJ·mol－1。 (3)催化剂只改变反应速率，不改变反应的反应热，所以2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，使用机动车尾气催化转化器，a不变。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$