第36讲 反应热及其计算 热化学方程式-【优化探究】2026高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版）

第10章　化学反应与能量转化 第36讲　反应热及其计算　 热化学方程式 优化探究 大单元四　化学反应原理 [导航·复习目标]　1.知道常见的吸热反应和放热反应，理解反应热、焓变及相关概念。2.了解中和反应的反应热的测定方法。3.能正确书写热化学方程式。4.会分析化学反应过程中能量变化图像。5.了解摩尔燃烧焓的含义和能源及其利用的意义。 2 考点一　反应热　焓变 考点二　热化学方程式 练真题 明考向 考点三　中和反应的反应热　摩尔燃烧焓　能源 课时作业36　反应热及其计算　热化学方程式 3 考点一　反应热　焓变 4 1.反应热和焓变及相关概念 (1)反应热 梳理 必备知识 5 (2)焓和焓变 等于 6 2.识记常见的吸热反应和放热反应 有下列常见的化学反应： (1)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　(2)大多数的分解反应　(3)大多数的化合反应　(4)大多数的盐类水解　(5)C和H2O(g)、C和CO2的反应　 (6)中和反应　(7)可燃物的燃烧　(8)金属与酸的置换反应　(9)铝热反应 其中属于放热反应的是_______________(填序号，下同)，属于吸热反 应的是_______________。 (3)(6)(7)(8)(9) (1)(2)(4)(5) 7 3.反应过程中能量变化的原因 (1)从化学键变化分析 吸热 > < 放热 8 (2)从反应过程能量图理解   放热反应(ΔH＜0) 吸热反应(ΔH＞0) 图示 9   放热反应(ΔH＜0) 吸热反应(ΔH＞0) 解释与说明 ①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能 ②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能 ③ΔH为该反应过程的反应热 ΔH＝∑E (生成物)－∑E(反应物) ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能) 10 (1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。(　　) (2)弱电解质的电离是吸热反应，浓硫酸溶于水是放热反应。(　　) (3)反应体系的焓就是体系的内能。(　　) (4)活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多。(　　) × × × × 11 一、反应热的计算 1.化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。 提升 关键能力 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋ 4HCl(g)　ΔH＝____________kJ·mol－1。　  ＋236 解析：ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)＝(4×360＋2×436－2×176－4×431) kJ·mol－1＝＋236 kJ·mol－1。 12 2.几种化学键的键能数据见下表(亚硝酰氯的结构式为Cl—N＝O)： 化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N＝O 键能/(kJ·mol－1) 630 243 a 607 则反应2NO(g)＋Cl2(g)====2ClNO(g)的ΔH＝___________kJ·mol－1(用含a的代数式表示)。  (289－2a) 解析：根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能知，ΔH＝2×630 kJ· mol－1＋243 kJ·mol－1－2×(a kJ·mol－1＋607 kJ·mol－1)＝(289－2a) kJ·mol－1。 13 3.(1)已知：CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。25 ℃、101 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知 O＝O、C≡O的键焓分别为495 kJ·mol－1、799 kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧 键的键焓为________kJ·mol－1。  664.75 14 (2)根据如图中的能量关系，可求得 C—H的键能为_______________。  414 kJ·mol－1 解析：C(s)====C(g)　ΔH1＝＋717 kJ·mol－1，2H2(g)====4H(g)　 ΔH2＝＋864 kJ·mol－1， C(s)＋2H2(g)====CH4(g)　ΔH3＝－75 kJ·mol－1。根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能可得，－75 kJ·mol－1＝(＋717 kJ·mol－1)＋ (＋864 kJ·mol－1)－4E(C—H)，解得E(C—H)＝414 kJ·mol－1。 15 熟记常见1 mol物质中的化学键数目 1 mol物质 CO2 (C＝O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 化学键数目 2NA 4NA 6NA 4NA 1 mol物质 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 化学键数目 1.5NA 2 NA 8 NA 2 NA 16 二、物质能量与反应历程图像 4.(2025·河南安阳高三模拟)反应2CO(g)+2NO(g) ⥫⥬2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-620.9 kJ·mol-1分三步进行,各步的相对能量变化如图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所示: 17 下列说法正确的是(　　) A.三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅲ B.过渡状态a、b、c的稳定性:b>c>a C.Ⅰ、Ⅱ两步的总反应为CO(g)+2NO(g) ⥫⥬CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-513.5 kJ·mol-1 D.反应Ⅲ的逆反应活化能为554.9 kJ·mol-1 D 解析:活化能越大,反应速率越慢,根据图中信息可知,反应Ⅰ活化能最大,因此三步分反应中决定总反应速率的是反应Ⅰ,A错误;物质的能量越低越稳定,由图可知,三个图像的起始相对能量虽然都为0,但是起始物质不同,且CO(g)的能量未知,因此无法判断过渡状态a、b、c的稳定性大小,B错误;反应Ⅰ为2NO(g) ⥫⥬O—N＝N—O(g)　ΔH=+199.2 kJ·mol-1,反应Ⅱ为CO(g)+O—N＝N—O(g) ⥫⥬CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-513.5 kJ·mol-1,反应Ⅰ+反应Ⅱ可得:CO(g)+2NO(g) ⥫⥬CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-314.3 kJ·mol-1,C错误;根据总反应2CO(g)+2NO(g) ⥫⥬2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-620.9 kJ·mol-1和反应Ⅰ、Ⅱ两步的总反应CO(g)+2NO(g) ⥫⥬CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-314.3 kJ·mol-1,得到反应Ⅲ为CO(g)+CO2(g)+N2O(g) ⥫⥬2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-306.6 kJ·mol-1,则反应Ⅲ的逆反应活化能为(248.3+306.6) kJ·mol-1=554.9 kJ·mol-1,D正确。 5.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下。 回答下列问题： (1)从状态Ⅰ到状态Ⅲ为________(填“吸热”或“放热”)反应。  (2)从状态Ⅰ到状态Ⅱ需要________(填“吸收”或“释放”)能量，CO 分子________(填“需要”或“不需要”)断键形成C和O。  放热 吸收 不需要 (3)从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成的化学键是___________________。  (4)将相同物质的量的CO转化为CO2，CO与O反应比CO与O2反应放出的 热量________(填“多”或“少”)，可能的原因是__________________ ________________________________________。  (5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键________(填“一定” 或“不一定”)完全断裂，但一定有新化学键的________。  碳氧双键(或C＝O) 多 CO与O2反应生成CO2需要先吸收能量断裂O2分子中的共价键 不一定 形成 6.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 水煤气变换的ΔH________(填“大于”“等于”或“小于”)0。该历程 中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式：___________________________________________________________。  小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*====COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*====H*＋OH*) 解析：观察始态物质与终态物质的相对能量可知，终态物质的相对能量低于始态物质的相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质的相对能量与其对应始态物质的相对能量相差越大，活化能越大，由题图可知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步骤始态物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH* 。 考点二　热化学方程式 25 1.概念 表明反应所_________或_________热量的化学方程式。 2.意义 表明了化学反应中的_________变化和_________变化。例如：2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示25 ℃、101 kPa下，_________________________________________________________。  梳理 必备知识 释放 吸收 物质 能量 2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量 26 3.热化学方程式的书写 27 一、热化学反应方程式的正误判断 1.工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是(　　) 提升 关键能力 28 A.2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　 ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1 C.SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　 ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 解析：2 mol SO2、1 mol O2充入密闭容器中，达平衡时，SO2的转化率为50%，则反应了的SO2的物质的量为1 mol，放出热量98.3 kJ，故热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1或SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1。 答案：C B.2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　 ΔH＝－98.3 kJ·mol－1 D.SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 29 2.根据图中所给信息，得出的结论正确的是(　　) A.48 g碳完全燃烧放出热量为1 574 kJ·mol-1 B.2C(s)+O2(g) ===2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ·mol-1 C.2CO2(g) ===2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJ·mol-1 D.C(s)+O2(g) ===CO2(s)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B 30 解析:48 g C完全燃烧放热为393.5 kJ·mol-1×4 mol=1 574 kJ,不是1 574 kJ·mol-1,故A错误;据图示可知,1 mol C燃烧生成CO放热393.5 kJ-283.0 kJ=110.5 kJ,所以2 mol C燃烧生成CO放热221.0 kJ,故B正确;1 mol CO燃烧生成1 mol二氧化碳放热283.0 kJ,所以2CO2(g) ===2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJ·mol-1,故C错误;应该生成二氧化碳气体,不是固态,故D错误。 31 判断热化学方程式的正误主要检查以下几个方面 (1)查热化学方程式是否配平。 (2)查各物质的聚集状态是否正确。 (3)查ΔH的“＋”“－”符号是否正确。 (4)查反应热的单位是否为kJ·mol－1。 (5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。 32 二、热化学方程式的书写 3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。 如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示 意图。写出该反应的热化学方程式：________________________________________________。  从能量角度分析，铁触媒的作用是__________________。  N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1 降低反应的活化能 33 (2)已知25 ℃、101 kPa时，1 mol 葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量，写出25 ℃、101 kPa时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式：____________________________________________________________。  6CO2(g)＋6H2O(l)====C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH＝＋2 804 kJ·mol－1 (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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程 式为________________________________________________________。 SiH4(g)＋2O2(g)====SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1 (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式为__________________________________________________________。  NaBH4(s)＋2H2O(l)====NaBO2(s)＋4H2(g)　ΔH＝－216 kJ·mol－1 考点三 中和反应的反应热　摩尔燃烧焓　能源 35 1.中和反应的反应热及其测定 (1)中和反应的反应热 在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 ____________时所放出的热量。  (2)测定原理 ΔH＝－ 常温下,稀溶液的比热c通常为4.18×10-3 kJ·K-1·kg-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度通常用1 kg·L-1进行计算。 梳理 必备知识 1 mol液态水 36 (3)测定装置 37 (4)实验步骤 ①绝热装置组装→②量取一定体积酸、碱稀溶液→③测反应前酸、碱液温度→④混合酸、碱液测反应时最高温度→⑤重复2~3次实验→⑥求平均温度差(t终－t始)→⑦计算中和反应的反应热ΔH。 (5)注意事项 ①隔热层及杯盖的作用是保温、隔热，减少热量损失。 ②为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍过量(0.50 mol·L－1 盐酸、 0.55 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合)。 ③实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器，理由是铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大。 38 元素 C H S N 指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 2.摩尔燃烧焓 (1)概念:在一定反应温度和压强条件下, ___ mol纯物质______氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)意义:衡量燃料燃烧时放出热量的多少。 (3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质 1 完全 39 3.燃料的选择、能源 (1)燃料选择的原则要综合考虑 ①环境保护；②热值大小；③其他因素，如来源、价格、运输、稳定性等。 (2)能源分类及利用 煤 石油 天然气 40 (1)煤油是可再生能源。(　　) (2)H2燃烧过程中热能转化为化学能。(　　) (3)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。(　　) (4)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中 PM2.5的含量。(　　) (5)根据2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)　ΔH＝－571.6　kJ·mol－1可知，氢 气的摩尔燃烧焓为571.6 kJ·mol－1。(　　) (6)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用。(　　) (7)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一。(　　) × × √ √ × √ √ 41 一、中和反应的反应热的测定 1.利用如图所示装置测定中和反应的反应热的实验步骤如下。 提升 关键能力 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入内筒 中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出 其温度；③将NaOH溶液倒入内筒中，设法使之 混合均匀，测得混合液的最高温度。 42 回答下列问题。 (1)NaOH溶液稍过量的原因是_____________________。  (2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母，下同)。  A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次迅速倒入 确保盐酸被完全中和 C 43 (3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。  A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动 (4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3， 三者的大小关系为_________________。  D ΔH1＝ΔH2＜ΔH3 44 (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应的反应热，某学生实验记录数据如下。 实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和反应的反应热ΔH＝ ________________(结果保留一位小数)。  －51.8 kJ·mol－1 45 二、中和反应的反应热和燃烧热 2.25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为 －57.3 kJ·mol－1，辛烷的摩尔燃烧焓ΔH为－5 518 kJ·mol－1。下列热化学 方程式书写正确的是(　　) A.2H＋(aq)＋S(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)====BaSO4(s)＋2H2O(l)　 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 B.KOH(aq)＋H2SO4(aq)====K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 C.C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 D.2C8H18(g)＋25O2(g)====16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1 B 46 解析:A项所给热化学方程式中有两处错误,一是中和反应的反应热指的是反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,即该反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ,A项错误;摩尔燃烧焓指的是在一定反应温度和压强下,1 mol 纯物质完全氧化为同温度下的指定产物时的焓变,产物中的水应为液态,C项错误;2 mol辛烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出的热量为11 036 kJ,且辛烷应为液态,D项错误。 47 3.下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物的摩尔燃烧焓的是(　　) A.CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　 ΔH＝－283 kJ· mol－1 B.CH4(g)＋2O2(g)====CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－802.3 kJ· mol－1 C.H2(g)＋O2(g)====H2O(g)　 ΔH＝－285.8 kJ· mol－1 D.H2(g)＋Cl2(g)====2HCl(g)　 ΔH＝－184.6 kJ· mol－1 A 解析：A项，符合摩尔燃烧焓的概念，A正确；B、C项，生成物中的水是气体，属于不稳定氧化物，B、C错误；D项，HCl不是指定产物，不符合摩尔燃烧焓的概念要求，D错误。 4.已知在25 ℃、101 kPa下，C2H2(g)、甲醇(l)的摩尔燃烧焓ΔH分别为 －1 299.5 kJ·mol－1、－727 kJ·mol－1，则表示C2H2(g)、甲醇(l)摩尔燃烧焓的热化学方程式分别为______________________________________ __________________________、__________________________________ ____________________________。  C2H2(g)＋2.5O2(g)====2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 299.5 kJ·mol－1 CH3OH(l)＋1.5O2(g)====CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－727 kJ·mol－1 5.在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。 (1)写出表示S8摩尔燃烧焓的热化学方程式：______________________________________________。  S8(s)＋8O2(g)====8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1 解析：1 mol S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放出的热量为摩尔燃烧焓，由图可知生成1 mol SO2(g)放出的热量为a kJ，则表示S8摩尔燃烧焓的热化学方程式为S8(s)＋8O2(g)====8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol－1。 (2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式： _______________________________________________。  SO3(g)====SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋b kJ·mol－1 练真题 明考向 1.(2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期， 现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是(　　) A.木材与煤均含有碳元素 B.石油裂化可生产汽油 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 C 解析：A.木材的主要成分为纤维素，纤维素中含碳、氢、氧三种元素，煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体，是有机物和无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，A正确；B.石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程，汽油的相对分子质量较小，可以通过石油裂化的方式得到，B正确；C.燃料电池是将燃料的化学能变成电能的装置，不是将热能转化为电能，C错误；D.在催化剂作用下，利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气，D正确。 2.(2023·海南卷)各相关物质的摩尔燃烧焓数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　) 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/ (kJ·mol－1) －1 559.8 －1 411 －285.8 A.C2H4(g)＋3O2(g)====2CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－1 411 kJ·mol－1 B.C2H6(g)====C2H4(g)＋H2(g)　 ΔH＝－137 kJ·mol－1 C.H2O(l)====O2(g)＋H2(g)　 ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 D.C2H6(g)＋O2(g)====2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1 D 解析:在一定反应温度和压强下,1 mol纯物质完全氧化为同温度下的指定产物时的焓变称为摩尔燃烧焓。A项,H2O应该为液态,A错误;B项,C2H6(g) ===C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+137 kJ·mol-1,B错误;C项,氢气的摩尔燃烧焓为285.8 kJ·mol-1,则H2O(l)===O2(g)+H2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1,C错误;D项,C2H6(g)+O2(g) ===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1,D正确。 3.(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242 可根据HO(g)＋HO(g)====H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为 214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　) A.H2的键能为436 kJ·mol－1 B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C.解离氧氧单键所需能量：HOO＜H2O2 D.H2O(g)＋O(g)====H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1 C 解析：根据表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝ 436 kJ·mol－1，A正确；由表格中的数据可知O2的键能为249 kJ· mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正 确；由表格中的数据可知HOO====HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol－1＋39 kJ·mol－1－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)====H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)－249 kJ·mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。 4.(2024·贵州卷)AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应，反应过程中CN－的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br，分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物)。 由图示信息，下列说法错误的是(　　) A.从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应 B.过渡态TS1是由CN－的C原子进攻CH3CH2Br的α-C而形成的 C.Ⅰ中“N Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C Ag”之间的作用力弱 D.生成CH3CH2CN放热更多，低温时CH3CH2CN是主要产物 D 解析：A.由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应，A项正确；B.与Br原子相连的C原子为α-C，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN－的C原子进攻CH3CH2Br的α-C，形成碳碳键，B项正确；C.由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、 Ⅱ转化为产物，分别断开的是N Ag和C Ag，且后者吸收更多的 能量，故Ⅰ中“N Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C Ag”之间的作用力弱，C项正确；D.由于生成CH3CH2CN所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成CH3CH2NC，CH3CH2NC为主要产物，D项错误。 5.(2023·重庆卷，节选)在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示，回答下列问题： (1)中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________ kJ·mol-1 。  83 解析：过渡态物质的总能量与反应物的总能量的差值为活化能，中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(－93 kJ·mol-1)－(－176 kJ·mol-1)＝83 kJ·mol-1 。 (2)由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为__________________________________。  EO(g)⥫⥬AA(g)　ΔH＝－102 kJ/mol 解析：由题图可知，EO(g)生成AA(g)放出的热量为 (－117 kJ·mol-1)－(－219 kJ·mol-1)＝102 kJ·mol-1 ，故热化学方程式为EO(g)⥫⥬AA(g)　 ΔH＝－102 kJ·mol-1 。 6.(2024·河北卷，节选)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·mol－1。 若正反应的活化能为E正 kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝ ____________kJ·mol－1(用含E正的代数式表示)。  (E正＋67.59) 解析：根据反应热ΔH与活化能E正和E逆关系为ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，该反应的E逆＝E正 kJ·mol－1－ΔH＝(E正＋67.59) kJ·mol－1。 7.(2023·北京卷，节选)二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4； ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列 说法正确的是________(填字母)。  a.活化能：反应ⅰ＜反应ⅱ b.ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c.CO2(l)＋2NH3(l)====CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4 ab 解析：反应ⅰ的活化能是E1，反应ⅱ的活化能是E3，E1＜E3，a项正确；从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ为放热反应，反应ⅱ为吸热反应，b项正确；总反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c项错误。 课时作业36 反应热及其计算　热化学方程式 69 一、选择题 1.下列需要吸收热量的是(　　) ①Cl22Cl　②2FF2 ③SO3＋H2O====H2SO4 ④2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑ ⑤KOH＋CH3COOH====H2O＋CH3COOK ⑥C＋H2O(g) CO＋H2 ⑦食物腐败 ⑧液氨汽化 A.①⑥⑧　　　　　　　　　　 B.①③⑥⑧ C.③④⑥⑦ D.①⑥⑦⑧ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 70 解析：Cl22Cl需要断键，断键时吸收热量，①符合题意；2FF2形成化学键，放出热量，②不符合题意；SO3＋H2O====H2SO4是放热反应，③不符合题意；2Na＋2H2O====2NaOH＋H2↑是放热反应，④不符合题意；中和反应是放热反应，⑤不符合题意；C＋H2O(g) CO＋H2是吸热反应，⑥符合题意；食物腐败过程中发生放热反应，⑦不符合题意；液氨汽化会吸收大量的热，⑧符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 71 2.“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放方式正在被现代科学技术所改变。下面有关生物质能的说 法，不正确的是(　　) A.利用生物质能就是间接利用太阳能 B.生物质能是可再生的能源 C.生物质能是解决农村能源的重要途径 D.生物质能的缺点是严重污染环境 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 72 解析：生物质能具有的能量是植物光合作用形成的，故A正确；生物质能取之不尽、用之不竭，是可再生能源，故B正确；农村有丰富的生物质能，生物质能是解决农村能源的重要途径，故C正确；生物质能是一种优良的可再生能源，可代替一部分煤、天然气等燃料，有利于改善环境、节约能源、减少污染，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 73 3.(2025·山东威海测试)某同学设计如图所示实验，探究反应中的 能量变化。下列判断正确的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B.将实验(a)中的铝片更换 为等质量的铝粉后释放 出的热量有所增加 C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响 D.实验(c)中若用NaOH固体测定，则测定数值偏高 D 74 解析：A.金属与酸的反应为放热反应，氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应，中和反应为放热反应，A错误；B.等质量的铝片和铝粉与盐酸反应放出的热量相同，只是放热速率加快，B错误；C.铁的导热性良好，换用铁质搅拌棒后会有热量损失，导致测定的数值偏低，C错误；D.氢氧化钠固体溶于水时放热，会使测定的数值偏高，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4.H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)，1 mol H2完全反应放出a kJ热量。已知： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (a、b、c均大于零) 下列说法不正确的是(　　) A.反应物的总能量高于生成物的总能量 B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需的能量高于断开2 mol H—I键所需的能量 C.断开2 mol H—I键所需的能量约为(c＋b＋a) kJ D.向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应放出的热量小于2a kJ B 76 解析：由“1 mol H2完全反应放出a kJ热量”可知，该反应是放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；H2和I2的反应是放热反应，则断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需的能量低于断开2 mol H—I键所需的能量，B错误；根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，则有－a kJ＝b kJ＋c kJ－2E(H－I)，则2E(H－I)＝(a＋b＋c) kJ，断开2 mol H—I键所需的能量约为(c＋b＋a) kJ，C正确；由于反应是一个可逆反应，向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，2 mol H2不能完全反应，故充分反应放出的热量小于2a kJ，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (a、b、c均大于零) 5.(2025·山西大同期末检测)下列热化学方程式正确的是(　　) A.H2的摩尔燃烧焓为a kJ·mol－1，H2(g)＋ O2(g)====H2O(g)　 ΔH＝－a kJ·mol－1 B.1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ，2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬ 2SO3(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1 C.H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)====BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D.31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ，P4(s)====4P(s)　 ΔH＝－4b kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 D 78 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:A.摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强下,1 mol纯物质完全氧化为同温度下的指定产物时的焓变,氢元素的指定产物为H2O(l),不是H2O(g),A项错误;B.SO2与O2的反应为可逆反应,1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应,消耗的SO2的物质的量小于1 mol,则2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH<-2a kJ·mol-1,B项错误;C.硫酸与Ba(OH)2反应时,除了有H+与OH-结合成H2O的反应放热外还有Ba2+与S形成BaSO4沉淀的放热过程,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH<-114.6 kJ·mol-1,C项错误;D.31 g白磷比31 g红磷(即1 mol磷原子)能量多b kJ,则白磷转化成红磷为放热反应:P4(s) ===4P(s) 　ΔH=-4b kJ·mol-1,D项正确。 6.已知：298 K时，相关物质的相对能量如图所示。 下列说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g) ====2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 B.H2的摩尔燃烧焓ΔH＝－242 kJ·mol－1 C.C2H6比C2H4稳定 D.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)是放热 反应 B 80 解析：A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g) ＋O2(g)====2CO2(g)　ΔH＝[(－393×2)－ (－110×2＋0)] kJ·mol－1＝－566 kJ· mol－1，A正确；B.H2的摩尔燃烧焓ΔH＝ kJ·mol－1＝ －286 kJ·mol－1，B错误；C.C2H6的相 对能量为－84 kJ·mol－1，C2H4的相对 能量为52 kJ·mol－1，物质具有的能量 越低，稳定性越强，因此C2H6比C2H4稳定，C正确；D.CO(g)＋H2O(g) ⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝[(－393＋0)－(－110－242)] kJ·mol－1＝ －41 kJ·mol－1，是放热反应，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7.(2025·浙江杭州适应考)下列关于反应能量的说法正确的是(　　) A.若反应A(g)====B(g)　ΔH＜0，说明物质A(g)比物质B(g)稳定，分子内共价键键能A比B大 B.若Mg(s)＋CuSO4(aq)====MgSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝a kJ·mol－1，则a＜0 C.101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则H2的摩尔燃烧焓为Q kJ·mol－1 D.H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则相同条件下含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 B 82 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:反应A(g) ===B(g)　ΔH<0,焓变ΔH=生成物B(g)的能量-反应物A(g)的能量<0,所以物质A(g)的能量比物质B(g)高,B(g)更稳定,分子内共价键键能A比B小,A错误;金属和盐发生的置换反应是放热反应,ΔH<0,则a<0,B正确;在摩尔燃烧焓的定义中,H元素的指定产物为液态水,C错误;浓硫酸溶于水放热,二者混合放出的总热量大于57.3 kJ,D错误。 8.下列说法正确的是(　　) A.葡萄糖的摩尔燃烧焓是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)====3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 B.在一定条件下将1 mol SO2和0.5 mol O2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2 kJ，则反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＝－158.4 kJ·mol－1 C.已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)====H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量 D.已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol水时放出的热量为57.3 kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 84 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 解析:摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强下,1 mol纯物质完全氧化为同温度下的指定产物时的焓变,故 mol葡萄糖燃烧放出热量1 400 kJ,A正确;该反应为可逆反应,1 mol SO2和0.5 mol O2反应生成的SO3小于1 mol,故2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH<-158.4 kJ·mol-1,B错误;一水合氨为弱电解质,不完全电离,电离时吸热,故稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ,C错误;氢氧化钠固体溶于水时放热,其与稀硫酸反应生成1 mol水时放出的热量大于57.3 kJ,D错误。 9.(2025·重庆模拟)下表为某些化学键的键能： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 化学键 N—N O＝O N≡N N—H 键能(kJ·mol-1) 154 500 942 a 已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示： 86 且N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，则下列 说法正确的是(　　) A.表中的a＝391 B.相同条件下O2比N2稳定 C.N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＞－534 kJ·mol－1 D.图中的ΔH3＝－2 218 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A 解析：A.根据能量变化可知，ΔH3＝ (－ΔH2)－(－ΔH1)＝(2 752－534) kJ· mol－1＝2 218 kJ·mol－1；结合肼与氧 气反应断键可知，ΔH3＝(154＋4a＋ 500) kJ·mol－1＝2 218 kJ·mol－1，则 a＝391，A正确；B.根据表中数据，O ＝O的键能小于N≡N的键能，键能越大， 共价键越牢固，分子越稳定，则相同条 件下N2比O2稳定，B错误；C.反应N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(l)的焓变，相当于反应N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(g)和反应2H2O(g) ====2H2O(l)的焓变相加，由于水液化放热，所以反应N2H4(g)＋O2(g) ====N2(g)＋2H2O(l)的焓变ΔH＜－534 kJ·mol－1，C错误；D.根据A中分析，图中的ΔH3＝2 218 kJ·mol－1，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10.无催化剂作用下，以乙二醛和O2为原料制取乙醛酸、甲酸、乙二酸的可能反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，IM表示中间体，下列 说法错误的是(　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 A.反应很短一段时间内，IM4多 于IM1 B.乙二醛制乙醛酸的最大能垒为 322.5 kJ·mol－1 C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性 D.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸均为放热反应 B 89 解析：A.反应很短一段时间内，生成IM1的能垒高于IM4，故IM4多于IM1，A正确；B.乙二醛制乙醛酸的最大能垒为295.4 kJ·mol－1，B错误；C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性，使反应向有利于生成乙二酸的方向进行，C正确；D.由图可知，三个反应的生成物总能量均低于反应物总能量，均为放热反应，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 二、非选择题 11.回答下列问题： (1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH＝－726.5 kJ·mol－1， CH3OH(l)＋O2(g)====CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a________(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 ＜ 解析：该反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。 91 (2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反 应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：  _____________________________________________________________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)====4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290.0 kJ·mol－1 解析：当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，该反应的热化 学方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)====4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝ －145.0 kJ·mol－1×2＝－290.0 kJ·mol－1。 (3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)====2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176.0 kJ·mol－1，则 反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 98.0 kJ 解析：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)====2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝ －1 176.0 kJ·mol－1，每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ＝98.0 kJ。 (4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 化学键 键能/ (kJ·mol－1) 436 326 803 464 414 写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________。  CO2(g)＋3H2(g)====CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－46 kJ·mol－1 解析：由反应图示可知图形与化学键对应关系为 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 H—H C—O C＝O O—H C—H ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×803 kJ·mol－1＋3×436 kJ· mol－1－3×414 kJ·mol－1－326 kJ·mol－1－3×464 kJ·mol－1＝ －46 kJ·mol－1。 12.回答下列问题： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (1)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。若用 、 、 、 分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂，在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示，从吸附到解吸的过程中，能 量状态最高的是________(填字母)，其理由是______________________ _____________________________________________________________________________________。  B A→B是甲烷中的C—H断裂过程，断键吸热，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放热，B的能量大于C　 96 (2)(2021·湖北卷，节选)反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)⥫⥬C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1； 已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol－1，E(H—H)＝436 kJ·mol－1，由此 计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。  2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 271　 解析：反应Ⅰ中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故416 kJ·mol－1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol－1。 (3)CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 反应历程中活化能(能垒)最大的化学方程式为______________________ ___________________________，CO2(g)＋H2(g)====·CO＋H2O(g)　 ΔH＝________eV·mol－1。  ·CO2＋·H＋H2(g) ====·HOCO＋H2(g) －2.05 $$