第一单元 化学反应的热效应 第1课时（同步讲义） 化学苏教版2019选择性必修1

专题1 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的焓变 热化学方程式 教学目标 1．能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，能正确认识和判断放热反应和吸热反应。 2．能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。 3．建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。 重点和难点 重点：从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化；热化学方程式的书写。 难点：化学反应中发生能量变化的原因。 ◆知识点一 反应热 焓变 1．基本概念 (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。 (2)内能 ①物质的量确定的体系中，物质的各种能量_________称为内能。 ②内能的影响因素： 内能受_________、_________、物质的_________和_________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______对内（或外）所做的______的形式表现出来。 (3)焓和焓变 焓是与_________有关的物理量，用符号______表示。焓的数值的_______称为焓变，即为______。 2．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物质为基础，遵循_________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_________。 3．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_________时，____________的热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_____________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。 4．化学反应中的能量变化 (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】常见的放热反应和吸热反应 (1)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。 (2)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。 【易错提醒】 (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。 (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。 即学即练 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．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　) A．镁条在空气中燃烧 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．铝片与稀盐酸的反应 D．灼热的炭与CO2的反应 ◆知识点二 热化学方程式 【交流讨论】请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。 2H2 (g)＋O2 (g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 H2 (g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.6 kJ·mol－1 H2O(l)=H2(g)＋O2 (g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1 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。 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_________。 3．热化学方程式的书写 (1)标明反应物和生成物的_________、_________和_________。若不标明温度和压强，则表示在_______℃，______kPa条件时的反应热。 (2)标注反应物和生成物的_________，固态、液态、气态和溶液态分别用_____、_____、_____和______表示。 (3)化学式前面的化学计量数表示_________，可以用_________和_________表示。 (4)同一化学反应，物质的化学计量数不同，反应的______也不同。 (5)在热化学方程式的右边注明ΔH的_________、_________和_________。 (6)若一个反应的焓变ΔH =akJ·mol-1， 则其逆反应的焓变ΔH =_________。 【易错提醒】 (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。 即学即练 1．发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K、101kPa时，1g肼气体燃烧生成氮气和水蒸气，释放16.7kJ的热量。判断下列热化学方程式是否正确，并说明原因。 (1)N2H4+O2===N2+2H2O ΔH＝－534.4 kJ·mol－1 __________________________ (2)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH＝534.4 kJ·mol－1 __________________________ (3)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·mol－1 __________________________ (4)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH＝534.4 kJ·mol－1 __________________________ (5)N2H4(g)+ O2(g)===N2(g)+H2O(g) ΔH＝-267.2 kJ·mol－1 __________________________ 2．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 C2H5OH(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。 ___________________________________________________________ ◆知识点三 化学键与化学反应能量变化的关系 1．实例分析：N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示： 由图可知： 1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是_________； 1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是_________； 2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是_________； 化学反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热应等于_________反应物分子中的化学键_________的总能量（946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1＝1 444 kJ·mol－1）与_________生成物分子中的化学键_________的总能量（1 264 kJ·mol－1）之差，即吸热180 kJ·mol－1。 2．化学反应能量变化的本质 (1)化学反应中的能量变化，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 (3)化学反应的反应热与化学键的关系 ΔH===反应物_________化学键_________的总能量—生成物_________化学键_________的总能量 即学即练 1．已知断裂1 mol H2 (g)中的 H—H 键需要吸收436 kJ的能 量，断裂1 mol O2 (g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成 H2 O(g)中的1 mol H—O键释放463 kJ的能量。试写出O2 (g)与 H2 (g)反应生成H2O(g)的热化学方程式。 2．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，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“放热”或“吸热”)反应，ΔH (填“>”或“<”)0。 一、从宏观和微观角度理解化学反应的能量变化 (1)从宏观角度：物质能量变化与焓变 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：化学键与焓变 化学键断裂：吸收能量，如H2(g)=2H(g) ΔH>0 化学键形成：释放能量，如2Cl(g)=Cl2(g) ΔH<0 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 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。 实践应用 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．异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．产物②比产物①更稳定 B．此过程中只发生了非极性键的断裂 C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应 D．1 mol产物①或②中均含有7 mol共价键 二、热化学方程式的书写 书写热化学方程式的注意事项 (1)要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态。一般用英文小写字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液则用aq表示。 (2)ΔH的单位是kJ·mol－1或J·mol－1。 (3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 (4)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，它可以是整数也可以是简单分数。 如：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92. 3 kJ·mol－1 (5)书写热化学方程式时必须标明ΔH的符号，放热反应中ΔH为“－”，吸热反应中ΔH为“＋”（可以省略）。 实践应用 写出下列反应的热化学方程式。 (1)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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________________________。 (2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________________________________________。 (3)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_____________________________。 考点一 反应热和焓变 【例1】如图所示，有关叙述正确的是(　　) A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等 B．A→B＋C是放热反应 C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D．A→B＋C是吸热反应，则B＋C→A是放热反应 解题要点 1．反应热、焓变的概念 (1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。 (2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，即化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差。焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1。 2．ΔH与放热反应和吸热反应 (1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。 由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0(填“<”或“>”，下同)。 (2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0。 【变式1-1】反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行：①A+B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　 　) 【变式1-2】下列说法不正确的是(　 　) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．对于ΔH>0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量 C．放热反应都不需要加热就能发生 D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 考点二 热化学方程式 【例2】下列说法错误的是(　　) A．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据 B．热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数，只代表物质的量 C．同一化学反应，化学计量数不同，ΔH不同；化学计量数相同而物质的聚集状态不同，ΔH也不相同 D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 解题要点 (1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)热化学方程式的意义：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，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。 (3)ΔH的单位中“mol－1”的含义 对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。 【变式2-1】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 【变式2-2】实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是(　 　) A．2FeCO3(s)+O2(g)===Fe2O3(s)+2CO2(g)　ΔH=-130 kJ·mol-1 B．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=+260 kJ·mol-1 C．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=-260 kJ·mol-1 D．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=+130 kJ·mol-1 考点三 化学键与化学反应能量变化的关系 【例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 解题要点 (1)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＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。 (2)化学键断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。 1．根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是(　　) A．N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=-(b-a) kJ·mol-1 B．N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=-(a-b) kJ·mol-1 C．2NH3(l)===N2(g)+3H2(g)　ΔH=2(a+b-c) kJ·mol-1 D．2NH3(l)===N2(g)+3H2(g)　ΔH=2(b+c-a) kJ·mol-1 2．反应A2(g)＋2BC(g)===2BA(g)＋C2(g)过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．E1等于拆开1 mol A2(g)中化学键和2 mol BC(g)中化学键所需能量之和 B．该反应的热效应ΔH＝E1－E2 C．该反应的ΔH<0 D．该反应既有极性键和非极性键的断裂又有极性键和非极性键的形成 考点四 ΔH大小比较 【例4】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 解题要点 (1)比较反应热(ΔH)时，要带上“+”、“—”号比较，不能只比较数值。对于放热反应(ΔH<0)，ΔH的数值越大，放出的热量越少；对于吸热反应(ΔH>0)， ΔH的数值越大，吸收的热量越多。 (2)同一反应，生成物的状态不同时： A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0 存在ΔH2＜ΔH1。 (3)同一反应，反应物的状态不同时： A(s)+B(g)===C(l) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0 存在ΔH2＜ΔH1。 (4)同种燃料燃烧时，燃烧产物越稳定，放出的热量越多，ΔH越小。 【变式4-1】比较下列各组热化学方程式中△H的大小关系。已知： S(s)+O2(g)===SO2 (g) △H1 S(g)+O2 (g)===SO2(g) △H2 CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H3 CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) △H4 则△H1______△H2，△H3_______△H4 (“>”、“<”或“=”) 【变式4-2】下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 下列说法正确的是(　　) A．石墨转变为金刚石是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0 基础达标 1．下列过程中ΔH小于零的是(　 　) A．Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应 B．氯化铵分解得氨气 C．碳酸钙分解得二氧化碳 D．实验室制备氢气 2．已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O，放出890.3 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式正确的是(　　) A．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol-1 B．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 C．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1 D．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 3．下列热化学方程式书写正确的是 A．2SO2+O2===2SO3　 B．　 C．　 D．　 4．下列关于2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是 A．该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1，是放热反应 B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C．该热化学方程式表示在25℃、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为5800kJ D．该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量 5．已知电解液态水制备1molO2(g)和2molH2(g)的能量变化如图所示： 则下列表示H2(g)在足量氧气中完全燃烧的热化学方程式正确的是 A．H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 B．H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-286 kJ·mol-1 C．2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-572 kJ·mol-1 D．2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+572 kJ·mol-1 6．已知25℃、101kPa时，2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol，请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析，下列说法错误的是 A．冰融化为水时，需要吸收热量 B．1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变 C．H2的燃烧热△H=-241.8kJ/mol D．△H的单位中“mol-1”指每摩尔反应 7．利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示，则下列说法错误的是(　　) A．该过程中实现了光能转化为化学能 B．氢能资源丰富，属于可再生能源 C．过程Ⅰ吸收能量，过程Ⅱ释放能量 D．2H2O2H2↑＋O2↑的能量变化如图所示 8．参照反应Br·＋H2―→HBr＋H·的能量与反应过程的示意图，判断下列叙述正确的是(　　) A．正反应为吸热反应 B．正反应为放热反应 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量 9．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 10．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： 。 11．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。 (1)实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是　　　　热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是　　　　热反应。 (2)写出铝与盐酸反应的离子方程式： 　　　　　 　　　。 (3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该　　　　其生成物的总能量。 综合应用 12．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH=-297.23kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．1molSO2(g)的能量总和小于1molS(s)和1molO2(g)的能量总和 B．加入合适的催化剂，可增加单位质量的硫燃烧放出的热量 C．S(g)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH1=-Q1kJ·mol-1；Q1的值小于297.23kJ·mol-1 D．足量的硫粉与标准状况下1L氧气反应生成1L二氧化硫气体时放出297.23kJ热量 13．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．已知Ni(CO)4(s)=Ni(s)＋4CO(g)　ΔH=Q kJ·mol-1，则：Ni(s)＋4CO(g)= Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1 B．在一定温度和压强下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3 kJ，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-19.3 kJ·mol-1 C．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．已知C(石墨，s)= C(金刚石，s)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定 14．已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。下列说法正确的是(　　) A．相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B．将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJ C．此反应为放热反应，不需任何条件就能发生 D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化 15．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__________。 拓展培优 16．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 17．在400 ℃和480 ℃下KClO3热分解会发生不同的变化，1 mol KClO3(s)在400 ℃和480 ℃下热分解的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．480 ℃时KClO3热分解的产物是KCl和O2 B．曲线Ⅰ的活化能大于曲线Ⅱ ，所以KClO3比KClO4更稳定 C．若用MnO2作催化剂，KClO3的热分解温度会低于480 ℃ D．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH＝－78 kJ·mol－1 18．(1)图1是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。 (2)下表是部分化学键的键能数据： 化学键 P—P P—O O==O P==O 键能/(kJ·mol－1) a b c x 已知1 mol P4(g)完全燃烧生成P4O10(g)放出的热量为d kJ，P4和P4O10的结构如图2所示，则表中x＝________________ (用含有a、b、c、d的代数式表示)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应的热效应 第1课时 化学反应的焓变 热化学方程式 教学目标 1．能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，能正确认识和判断放热反应和吸热反应。 2．能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。 3．建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。 重点和难点 重点：从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化；热化学方程式的书写。 难点：化学反应中发生能量变化的原因。 ◆知识点一 反应热 焓变 1．基本概念 (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。 (2)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。 (3)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。 2．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。 3．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。 4．化学反应中的能量变化 (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】常见的放热反应和吸热反应 (1)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。 (2)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。 【易错提醒】 (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。 (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。 即学即练 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．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　) A．镁条在空气中燃烧 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．铝片与稀盐酸的反应 D．灼热的炭与CO2的反应 答案：D 解析：化学反应是放热反应还是吸热反应，取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。具体判断的依据是要熟悉常见类型的放热反应和吸热反应及其实例。本题中，A、C、D都是氧化还原反应，其中只有D是吸热反应；B反应为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O，是吸热反应，但不是氧化还原反应。 ◆知识点二 热化学方程式 【交流讨论】请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。 2H2 (g)＋O2 (g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 H2 (g)＋O2(g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.6 kJ·mol－1 H2O(l)=H2(g)＋O2 (g) ΔH＝285.8 kJ·mol－1 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。 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 (1)标明反应物和生成物的温度、压强和聚集状态。若不标明温度和压强，则表示在25℃，101kPa条件时的反应热。 (2)标注反应物和生成物的聚集状态，固态、液态、气态和溶液态分别用s、l、g和aq表示。 (3)化学式前面的化学计量数表示物质的量，可以用整数和分数表示。 (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)在热化学方程式的右边注明ΔH的正负号(正号常省略)、数值和单位。 (6)若一个反应的焓变ΔH =akJ·mol-1， 则其逆反应的焓变ΔH =—akJ·mol-1。 【易错提醒】 (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。 即学即练 1．发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，已知在298K、101kPa时，1g肼气体燃烧生成氮气和水蒸气，释放16.7kJ的热量。判断下列热化学方程式是否正确，并说明原因。 (1)N2H4+O2===N2+2H2O ΔH＝－534.4 kJ·mol－1 __________________________ (2)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH＝534.4 kJ·mol－1 __________________________ (3)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·mol－1 __________________________ (4)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH＝534.4 kJ·mol－1 __________________________ (5)N2H4(g)+ O2(g)===N2(g)+H2O(g) ΔH＝-267.2 kJ·mol－1 __________________________ 解答：N2H4燃烧的化学方程式为：N2H4+O2=N2+2H2O，设1molN2H4燃烧放出的热为x，则有1g：（1mol×32g·mol-1）=16.7kJ：x，解得x=534.4 kJ，则该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·mol－1 (1)没有标明物质的聚集状态，错误；(2)该反应为放热反应，ΔH为负值，错误；(3)正确；(4)方程式中H2O标为为液态，错误；（5）N2H4为mol时，ΔH的值也为原来的，正确。 2．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 C2H5OH(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。 ___________________________________________________________ 解答：(1)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol－1 (2) C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH＝-1366.8 kJ·mol－1 (3)2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH＝-2599.2 kJ·mol－1 (4)C(石墨，s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1 ◆知识点三 化学键与化学反应能量变化的关系 1．实例分析：N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)反应的能量变化如图所示： 由图可知： 1 mol N2分子中的化学键断裂吸收的能量是946kJ ； 1 mol O2分子中的化学键断裂吸收的能量是498kJ； 2 mol NO分子中的化学键形成释放的能量是1264kJ； 化学反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热应等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量（946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1＝1 444 kJ·mol－1）与形成生成物分子中的化学键释放的总能量（1 264 kJ·mol－1）之差，即吸热180 kJ·mol－1。 2．化学反应能量变化的本质 (1)化学反应中的能量变化，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 (3)化学反应的反应热与化学键的关系 ΔH===反应物断开化学键吸收的总能量—生成物形成化学键放出的总能量 即学即练 1．已知断裂1 mol H2 (g)中的 H—H 键需要吸收436 kJ的能 量，断裂1 mol O2 (g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成 H2 O(g)中的1 mol H—O键释放463 kJ的能量。试写出O2 (g)与 H2 (g)反应生成H2O(g)的热化学方程式。 解答：化学反应2H2 (g)＋O2 (g)=2H2O(l)，断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量为（2×436 kJ·mol－1+498 kJ·mol－1）=1370 kJ·mol－1，形成生成物分子中的化学键释放的总能量为4×463kJ·mol－1=1852 kJ·mol－1，能量差为1370 kJ·mol－1-1852 kJ·mol－1=482 kJ·mol－1，热化学方程式为：2H2 (g)＋O2 (g)=2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1。 2．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，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“放热”或“吸热”)反应，ΔH (填“>”或“<”)0。 答案：(1)1molH2(g)和molO2(g)断裂化学键吸收的能量　生成1mol H2O(g)形成化学键放出的能量　反应热　(2)放热　< 一、从宏观和微观角度理解化学反应的能量变化 (1)从宏观角度：物质能量变化与焓变 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：化学键与焓变 化学键断裂：吸收能量，如H2(g)=2H(g) ΔH>0 化学键形成：释放能量，如2Cl(g)=Cl2(g) ΔH<0 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 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。 实践应用 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．异丁烯与氯化氢发生加成反应过程的体系能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．产物②比产物①更稳定 B．此过程中只发生了非极性键的断裂 C．异丁烯与氯化氢的加成反应为吸热反应 D．1 mol产物①或②中均含有7 mol共价键 答案：A 解析：能量越低，物质越稳定，根据图示可知，产物②比产物①的能量更低，故产物②比产物①更稳定，A正确；根据反应原理可知，反应过程中有碳碳键的断裂和氢氯键的断裂，B错误；根据图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，C错误；根据产物的结构简式可知，1 mol产物①或②中均含有13 mol共价键，D错误。 二、热化学方程式的书写 书写热化学方程式的注意事项 (1)要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态。一般用英文小写字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液则用aq表示。 (2)ΔH的单位是kJ·mol－1或J·mol－1。 (3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 (4)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，它可以是整数也可以是简单分数。 如：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1 H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92. 3 kJ·mol－1 (5)书写热化学方程式时必须标明ΔH的符号，放热反应中ΔH为“－”，吸热反应中ΔH为“＋”（可以省略）。 实践应用 写出下列反应的热化学方程式。 (1)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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________________________。 (2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________________________________________。 (3)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_____________________________。 答案：(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)　ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1 (2)N2(g)+3H2(g) ===2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1 (3)C2H5OH(l)+3O2(g) ===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1 解析：(1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ，1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ，故热化学方程式为SiH4(g)+ 2O2(g)=== SiO2(s)+2H2O(l)　ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。 (2)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=(946+436×3-391×6) kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1。 (3)根据C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，乙醇为0.5 mol，则1 mol乙醇燃烧放出2Q kJ热量，据此可写出反应的热化学方程式：C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1。 考点一 反应热和焓变 【例1】如图所示，有关叙述正确的是(　　) A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等 B．A→B＋C是放热反应 C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D．A→B＋C是吸热反应，则B＋C→A是放热反应 答案：D 解析：A．两个反应的反应物和生成物的能量差值相等，所以吸收或放出的能量相等，错误；B．由于A的能量比B和C的总能量低，因此A→B+C是吸热反应，错误；C．B和C具有的能量总和高于A的能量，错误；D． A→B＋C，反应物的能量低于生成物的能量，是吸热反应，B+C→A是A→B＋C的逆反应，所以一定是放热反应，正确。故选D。 解题要点 1．反应热、焓变的概念 (1)反应热是化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。 (2)在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，即化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差。焓变的符号是ΔH，单位是kJ·mol－1。 2．ΔH与放热反应和吸热反应 (1)放热反应是反应完成时，反应物的总能量大于生成物的总能量的反应。 由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<0(填“<”或“>”，下同)。 (2)吸热反应是反应完成时，反应物的总能量小于生成物的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>0。 【变式1-1】反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行：①A+B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　 　) 答案：C 解析：由反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行：①A+B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)，由A+B→C(ΔH<0)是放热反应，A和B的能量之和大于C；由①A+B→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应，故X的能量大于A+B；由②X→C(ΔH<0)可知这步反应是放热反应，故X的能量大于C，所以图象C符合。 【变式1-2】下列说法不正确的是(　 　) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．对于ΔH>0的反应，反应物的总能量小于生成物的总能量 C．放热反应都不需要加热就能发生 D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生 答案：C 解析：化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；ΔH>0的反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C不正确；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。 考点二 热化学方程式 【例2】下列说法错误的是(　　) A．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据 B．热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数，只代表物质的量 C．同一化学反应，化学计量数不同，ΔH不同；化学计量数相同而物质的聚集状态不同，ΔH也不相同 D．化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 答案：A 解析：热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示在25 ℃、101 kPa条件下测定的数据，故A错误；热化学方程式中的化学计量数只表示反应物或生成物的物质的量，不表示微粒数，故B正确；化学反应的焓变(ΔH)只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关，ΔH与热化学方程式的化学计量数成正比，对于同一化学反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同，只要热化学方程式的化学计量数一定，ΔH值一定，化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比，故C、D正确。 解题要点 (1)热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)热化学方程式的意义：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，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。 (3)ΔH的单位中“mol－1”的含义 对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。 【变式2-1】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。 【变式2-2】实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是(　 　) A．2FeCO3(s)+O2(g)===Fe2O3(s)+2CO2(g)　ΔH=-130 kJ·mol-1 B．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=+260 kJ·mol-1 C．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=-260 kJ·mol-1 D．4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=+130 kJ·mol-1 答案：C 解析：160 g铁红的物质的量为1 mol，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，生成2 mol Fe2O3放出260 kJ热量，所以热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)　ΔH=-260 kJ·mol-1，故C正确。 考点三 化学键与化学反应能量变化的关系 【例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。 解题要点 (1)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＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)。 (2)化学键断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。 1．根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是(　　) A．N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=-(b-a) kJ·mol-1 B．N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=-(a-b) kJ·mol-1 C．2NH3(l)===N2(g)+3H2(g)　ΔH=2(a+b-c) kJ·mol-1 D．2NH3(l)===N2(g)+3H2(g)　ΔH=2(b+c-a) kJ·mol-1 答案：D 解析：由图知：N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)　ΔH=-2(b-a) kJ·mol-1，N2(g)+3H2(g)===2NH3(l)　ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1，则2NH3(l)===N2(g)+3H2(g)　ΔH=2(b+c-a) kJ·mol-1，故A、B、C不正确，D正确。 2．反应A2(g)＋2BC(g)===2BA(g)＋C2(g)过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．E1等于拆开1 mol A2(g)中化学键和2 mol BC(g)中化学键所需能量之和 B．该反应的热效应ΔH＝E1－E2 C．该反应的ΔH<0 D．该反应既有极性键和非极性键的断裂又有极性键和非极性键的形成 答案　A 考点四 ΔH大小比较 【例4】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。 解题要点 (1)比较反应热(ΔH)时，要带上“+”、“—”号比较，不能只比较数值。对于放热反应(ΔH<0)，ΔH的数值越大，放出的热量越少；对于吸热反应(ΔH>0)， ΔH的数值越大，吸收的热量越多。 (2)同一反应，生成物的状态不同时： A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0 存在ΔH2＜ΔH1。 (3)同一反应，反应物的状态不同时： A(s)+B(g)===C(l) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0 存在ΔH2＜ΔH1。 (4)同种燃料燃烧时，燃烧产物越稳定，放出的热量越多，ΔH越小。 【变式4-1】比较下列各组热化学方程式中△H的大小关系。已知： S(s)+O2(g)===SO2 (g) △H1 S(g)+O2 (g)===SO2(g) △H2 CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H3 CH4 (g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) △H4 则△H1______△H2，△H3_______△H4 (“>”、“<”或“=”) 答案：> < 解析：第一、二两个反应都是放热反应（△H <0），反应物S的状态不同， S(s)的能量小于S(g)，第一个反应放出的热量小于第二个反应放出的热量，故△H1>△H2；第三、四个反应都是放热反应（△H <0），生成物H2O的状态不同，H2O(l)的能量小于的H2O(g)能量，因此第三个反应放出的能量多，故△H1<△H2。 【变式4-2】下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 下列说法正确的是(　　) A．石墨转变为金刚石是吸热反应 B．白磷比红磷稳定 C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0 答案：A 解析：由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理可知，红磷比白磷稳定，B错误；|ΔH1|>|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH1<ΔH2，C错误；CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH＜0，D错误。 基础达标 1．下列过程中ΔH小于零的是(　 　) A．Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应 B．氯化铵分解得氨气 C．碳酸钙分解得二氧化碳 D．实验室制备氢气 答案：D 解析：Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应，为吸热反应，ΔH>0，故A不符合题意；氯化铵分解得氨气，为吸热反应，ΔH>0，故B不符合题意；碳酸钙分解得二氧化碳，为吸热反应，ΔH>0，故C不符合题意；实验室制备氢气是金属与酸的反应，为放热反应，ΔH<0，D符合题意。 2．已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O，放出890.3 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式正确的是(　　) A．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=890.3 kJ·mol-1 B．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 C．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1 D．CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 答案：B 解析：由题干信息知，CH4完全燃烧生成液态水，故排除A、D，又因放热ΔH为负值，排除C。 3．下列热化学方程式书写正确的是 A．2SO2+O2===2SO3　 B．　 C．　 D．　 答案：B 解析：热化学方程式必须标明物质的状态，焓变及其单位、并且要用正负号标明是吸热反应还是放热反应；A．没有标明反应物的状态，选项A错误；B．反应热化学方程式符合要求，选项B正确；C．焓变的单位应该为kJ/mol，选项C错误；D．反应是放热反应，，选项D错误；答案选B。 4．下列关于2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH=-5800kJ·mol-1的叙述错误的是 A．该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1，是放热反应 B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C．该热化学方程式表示在25℃、101kPa下，2molC4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量为5800kJ D．该反应表明2mol丁烷燃烧时一定会放出5800kJ的热量 答案：D 解析：A．从热化学方程式可以看出，该反应的焓变ΔH=-5800kJ·mol-1，△H＜0，是放热反应，A正确；B．同一化学反应，各物质的状态不同、化学计量数不同，焓变不同，则该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关，B正确；C．反应没有注明温度和压强，则是25℃、101kPa，2molC4H10气体完全燃烧生成8molCO2气体和10mol液态水时，放出的热量为5800kJ，C正确；D．该反应表明25℃、101kPa时，2mol丁烷气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，放出5800kJ的热量，若温度、压强不同、物质的状态不同，ΔH也不同，D错误；故选D。 5．已知电解液态水制备1molO2(g)和2molH2(g)的能量变化如图所示： 则下列表示H2(g)在足量氧气中完全燃烧的热化学方程式正确的是 A．H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 B．H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-286 kJ·mol-1 C．2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-572 kJ·mol-1 D．2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+572 kJ·mol-1 答案：A 解析：由图可知，电解液态水制备1molO2(g)和2molH2(g)反应吸收能量572kJ，则1molO2(g)和2molH2(g)完全燃烧生成2molH2O(l)需要吸热能量572kJ，故热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJ·mol-1，或H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1；故选A。 6．已知25℃、101kPa时，2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol，请结合水的聚集状态变化时的焓变示意图分析，下列说法错误的是 A．冰融化为水时，需要吸收热量 B．1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变 C．H2的燃烧热△H=-241.8kJ/mol D．△H的单位中“mol-1”指每摩尔反应 答案：C 解析：A．1g冰的能量比1g水的能量低，所以冰融化为水时需要吸收热量，故A正确；B．冰变为水蒸气只是分子间距离改变了，并未改变分子内部的化学键，所以1g冰变为1g水蒸气后化学键数目不变，故B正确；C．燃烧热是在常温常压下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，氢气燃烧的指定产物为液态水，故C错误；D．△H的单位中“mol-1”是反应进度的单位，指每摩尔反应，故D正确；故选C。 7．利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示，则下列说法错误的是(　　) A．该过程中实现了光能转化为化学能 B．氢能资源丰富，属于可再生能源 C．过程Ⅰ吸收能量，过程Ⅱ释放能量 D．2H2O2H2↑＋O2↑的能量变化如图所示 答案　D 解析　由题意可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，故A正确；过程Ⅰ断裂O—H键，吸收能量，过程Ⅱ形成O—O键、H—H键，释放能量，故C正确；氢气燃烧是放热反应，光解水是吸热反应，吸热反应的反应物的总能量低于生成物的总能量，图中反应是放热反应，故D错误。 8．参照反应Br·＋H2―→HBr＋H·的能量与反应过程的示意图，判断下列叙述正确的是(　　) A．正反应为吸热反应 B．正反应为放热反应 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．断裂反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量 答案　A 解析　反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，A项正确，B、C项错误；反应为吸热反应，断裂化学键吸收的能量大于形成化学键放出的能量，D项错误。 9．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。 10．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 11．某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。 (1)实验中发现反应后(a)中温度升高，由此可以判断(a)中反应是　　　　热反应；(b)中温度降低，由此可以判断(b)中反应是　　　　热反应。 (2)写出铝与盐酸反应的离子方程式： 　　　　　 　　　。 (3)根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量应该　　　　其生成物的总能量。 答案：(1)放　吸　(2)2Al+6H+===2Al3++3H2↑ (3)低于 解析：(1)反应后(a)中温度升高，(b)中温度降低，说明(a)中反应为放热反应，(b)中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的离子方程式为2Al+6H+2Al3++3H2↑。(3)(b)中反应为吸热反应，根据能量守恒定律，(b)中反应物的总能量低于其生成物的总能量。 综合应用 12．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH=-297.23kJ·mol-1，下列说法正确的是 A．1molSO2(g)的能量总和小于1molS(s)和1molO2(g)的能量总和 B．加入合适的催化剂，可增加单位质量的硫燃烧放出的热量 C．S(g)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH1=-Q1kJ·mol-1；Q1的值小于297.23kJ·mol-1 D．足量的硫粉与标准状况下1L氧气反应生成1L二氧化硫气体时放出297.23kJ热量 答案：A 解析：A．放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以1molSO2(g)的能量总和小于1molS(s)和1molO2(g)的能量总和，故A项正确；B．加入合适的催化剂不会影响反应焓变，即单位质量的硫燃烧放出的热量不变，故B项错误；C．因物质由固态转变成气态也要吸收热量，所以S(g)＋O2(g)→SO2(g)的反应热的数值大于297.23kJ·mol-1，故C项错误；D．热化学方程式的系数只表示物质的量，标准状况下1L氧气的物质的量小于1mol，故D项错误。故选A。 13．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．已知Ni(CO)4(s)=Ni(s)＋4CO(g)　ΔH=Q kJ·mol-1，则：Ni(s)＋4CO(g)= Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1 B．在一定温度和压强下，将1 mol N2和3 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出热量19.3 kJ，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-19.3 kJ·mol-1 C．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D．已知C(石墨，s)= C(金刚石，s)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定 答案：A 解析：A．Ni(CO)4(s)= Ni(s)＋4CO(g)　ΔH=Q kJ·mol-1，则逆反应反应热大小相同，符号相反，即Ni(s)＋4CO(g)= Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1，A正确；B．合成氨的反应是可逆反应，不能进行完全，所以1 mol N2和3 mol H2反应生成NH3(g)放热19.3 kJ，则热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<-19.3 kJ·mol-1，B错误；C．H2O(g)转化为H2O(l)放热，且氢气燃烧的焓变ΔH<0，所以2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)的ΔH1小于2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)的ΔH2，C错误；D．由C(石墨，s)=C(金刚石，s)　ΔH>0，可知石墨能量小于金刚石，石墨比金刚石稳定，D错误。故选A。 14．已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)。下列说法正确的是(　　) A．相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)所具有的能量 B．将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJ C．此反应为放热反应，不需任何条件就能发生 D．如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化 答案　D 解析　该反应是放热反应，相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，故A错误；将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，达到化学平衡，反应物不能全部转化，放出热量小于Q kJ，故B错误；反应吸热还是放热与反应条件无关，C错误；如将一定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，参加反应的二氧化硫为2 mol，故一定有2 mol SO2(g)被氧化，故D正确。 15．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。 拓展培优 16．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。 17．在400 ℃和480 ℃下KClO3热分解会发生不同的变化，1 mol KClO3(s)在400 ℃和480 ℃下热分解的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A．480 ℃时KClO3热分解的产物是KCl和O2 B．曲线Ⅰ的活化能大于曲线Ⅱ ，所以KClO3比KClO4更稳定 C．若用MnO2作催化剂，KClO3的热分解温度会低于480 ℃ D．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g) ΔH＝－78 kJ·mol－1 答案：B 解析：温度高时，提供的能量多，则过程Ⅰ是480 ℃时KClO3受热分解的曲线，产物是KCl和O2，故A正确；据图知：氯酸钾的能量高于高氯酸钾的能量，物质能量越低越稳定，与活化能大小无关，故B错误；催化剂降低反应的活化能，若用MnO2作催化剂，KClO3热分解温度低于480 ℃，故C正确；根据图示，1 mol KClO3(s)生成1 mol KCl(s)和1.5 mol O2(g)放热(36＋3) kJ＝39 kJ，所以2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH＝－78 kJ·mol－1，故D正确。 18．(1)图1是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。 (2)下表是部分化学键的键能数据： 化学键 P—P P—O O==O P==O 键能/(kJ·mol－1) a b c x 已知1 mol P4(g)完全燃烧生成P4O10(g)放出的热量为d kJ，P4和P4O10的结构如图2所示，则表中x＝______________(用含有a、b、c、d的代数式表示)。 答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)(d＋6a＋5c－12b) 解析　(1)该反应的焓变ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1，所以热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。 (2)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2P4O10，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，1 mol白磷完全燃烧需断裂6 mol P—P键、5 mol O==O键，形成12 mol P—O键、4 mol P==O键，所以6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$