6.2 化学反应中的热（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版必修第二册

第二单元 化学反应中的热 题型01 放热反应与吸热反应 题型02 热化学方程式 题型03 利用热化学方程式计算反应过程中的能量变化 题型04 化学反应中能量变化的原因 题型05 利用键能计算反应过程中的能量变化 题型06 燃料燃烧与环境问题 题型07 太阳能及其利用 题型01 放热反应与吸热反应 1.放热反应与吸热反应比较： 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 能量转化 反应物所具有的化学能转化为热能释放出来 热能转化为化学能被生成物所“储存” 宏观解释 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 微观解释 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 能量变化 图示(用活化能表示) 能量变化 图示(用键能表示) 常见反应实例 1.所有的燃烧反应及缓慢氧化反应 2.酸碱中和反应 3.金属与水或酸的反应 4.大多数化合反应 5.少数分解反应 1.大多数分解反应； 2.少数化合反应，如C与CO2在高温条件下生成CO 3.Ba(OH)2▪8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O NaHCO3 +HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 4.水煤气反应：C+H2O(g)-CO+H2 注意：1需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如C和O2的反应。 2放热反应常温下不一定容易发生。 3吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应。 4吸热反应和放热反应都是指化学反应；NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 5化学反应总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收，不存在既不放热也不吸热、没有能量变化的化学反应。 【典例1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）关于如图所示的说法，不正确的是 A．图A中生成物的总能量更高 B．图C中发生的反应为放热反应 C．图B表示与反应可放出92kJ热量 D．图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化 【答案】C 【详解】A．图A中生成物的总能量高于反应物的总能量，即生成物的总能量更高，A正确； B．活泼金属和酸的置换反应为放热反应，即锌粉与稀盐酸发生的反应为放热反应，B正确； C．图B表示与反应生成2molNH3放出92kJ热量，但该反应是可逆反应，不能完全转化，则与充分反应放出的热量小于92kJ，C错误； D．与的反应是吸热反应，生成物的总能量高于反应物的总能量，则图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化，D正确； 故选C。 【变式1-1】（2026高一·江苏·专题练习）下列反应属于放热反应的是 A．C＋CO22CO B．2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 C．C＋H2OCO＋H2 D．CaCO3CaO＋CO2↑ 【答案】B 【详解】A．该反应是碳与二氧化碳在高温下的反应，属于吸热反应，因为需要持续高温提供能量才能进行（如工业制水煤气过程），A不选； B．该反应是铝热反应，铝与氧化铁反应生成铁和氧化铝，过程中释放大量热量（常用于焊接或冶炼），属于典型的放热反应，B选； C．该反应是水煤气反应，碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气，需要外部加热维持，属于吸热反应，C不选； D．该反应是碳酸钙分解反应，需要高温提供能量才能分解（如石灰石煅烧），属于吸热反应，D不选； 故选B。 【变式1-2】（24-25高一下·江苏盐城·期中）下列反应中，一定属于吸热反应的是 A．需要加热才能发生的反应 B．NaOH溶液与盐酸的反应 C．晶体与晶体的反应 D．的反应 【答案】C 【详解】A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如木炭燃烧需要加热引发，但属于放热反应，A错误； B．NaOH溶液与盐酸的反应是中和反应，属于放热反应，B错误； C．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是典型的吸热反应，反应吸热导致温度显著下降，C正确； D．ΔH<0表示反应为放热反应，D错误； 故选C。 【变式1-3】（24-25高一下·江苏连云港·阶段练习）下列反应过程中的能量变化不符合图的是 A．石灰石分解 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．氢氧化钡和氯化铵的反应 D．铝热反应 【答案】D 【分析】图中生成物总能量高于反应物总能量，为吸热反应，故找出放热反应的选项即可。 【详解】A．石灰石分解为吸热反应，A不符合题意； B．灼热的炭与二氧化碳反应，属于吸热反应，B不符合题意； C．氢氧化钡与氯化铵反应是一个吸热反应，C不符合题意； D．铝热反应为放热反应，D符合题意； 故选D。 题型02 热化学方程式 1. 热化学方程式： 在热化学方程式中，要标明所有物质在反应条件下的状态(气态、液态、固态分别用g、l、s表示)，反应放出或吸收的热用△H表示，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，例如：（1）；（2）；反应(1)中，1mol CaCO3吸收178.2kJ的热，完全分解生成1mol CaO和1 mol CO2气体；反应(2)中，1mol C与1 mol O2完全反应生成1 mol CO2气体，放出393.6kJ的热。 2.热化学方程式的书写及判断： （1）写出化学方程式：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，只表示物质的量； （2）注明反应时的温度和压强，25℃和101kPa时，不需要特别注明； （3）注明反应物和生成物的聚集状态，气态、液态、固态分别用g、l、s表示，不用“↑” “↓”标记气体生成物和难溶生成物； （4）用△H表示反应放出或吸收的热，放热反应的△H为“-”，吸热反应的△H为“+”，常用单位：或。 【典例2】（24-25高一下·江苏连云港·期中）在、下，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热，下列燃烧的热化学方程式正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】A．ΔH为正值表示吸热，但题目中反应放热，A错误； B．虽然ΔH数值正确（2mol对应-1451.52kJ/mol），但产物H2O为气态，与题目中液态水的描述不符，B错误； C．ΔH数值错误，2mol甲醇燃烧的ΔH应为-1451.52kJ/mol，而非-725.76kJ/mol，C错误； D．反应式对应1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，ΔH=-725.76kJ/mol，与计算结果一致且产物状态正确，D正确； 故选D。 【变式2-1】（24-25高一下·江苏南京·期中）按下列要求填空 (1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方) ΔH =-0.398kJ/mol，则S(单斜)、S(斜方)相比，较稳定的是 [填“S(s，单斜)”或“S(s，斜方)”]。 (2)已知含2.000gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出2865J的热量。写出表示中和热的热化学方程式： 。 (3)已知 23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式： 。 (4)已知：2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH=-169kJ/mol；C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ /mol；2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH =-314kJ/mol。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (5)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为 。 【答案】(1)S(s，斜方) (2)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=−57.3 kJ⋅mol−1 (3)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2akJ/mol (4)2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34.5 kJ⋅mol−1 (5)434 kJ 【详解】（1）S(s，单斜)S(s，斜方) ΔH =-0.398kJ/mol，说明S(s，单斜)具有的能量相对较高，S(s，斜方)所具有的能量相对较低，能量越低，物质越稳定，则较稳定的是S(s，斜方)。 （2）2.000g NaOH的物质的量为= 0.05 mol，与稀硫酸完全反应生成 0.05 mol H2O，放出 2865 J（即 2.865 kJ）能量，则中和热为=-57.3 kJ⋅mol−1，表示中和热的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=−57.3 kJ⋅mol−1。 （3）23g乙醇（摩尔质量46g/mol）的物质的量为=0.5mol，放热 a kJ，故1mol乙醇完全燃烧放热 2akJ，C2H5OH燃烧热的热化学方程式为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2akJ/mol。 （4）已知：①2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH1=-169kJ/mol；②C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5kJ /mol；③2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH3 =-314kJ/mol。由盖斯定律可知，②-③-①可得工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) ΔH=+34.5 kJ⋅mol−1。 （5）1gH2的物质的量为=0.5mol，完全燃烧生成水蒸气放热122kJ，则2mol H2放热122kJ×4=488kJ，ΔH=-488kJ。根据键能关系：ΔH=反应物总键能−生成物总键能=−488kJ /mol=(2EH-H+496) kJ /mol −4×463 kJ /mol，解得 EH-H=434 kJ⋅mol−1，则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为434 kJ。 【变式2-2】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）资源化利用可获得、等燃料。 I.制 (1)一定温度下，将2mol 和8mol 充入容积2L的密闭容器，发生反应，的物质的量随时间变化如图所示。 ①0～2min内的平均反应速率为 。 ②其他条件不变，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 A．单位时间内消耗1mol 的同时消耗4mol B．体系中的浓度不再改变 C．混合气体的密度不再改变 (2)一定条件下，、在密闭容器中发生如下反应 主反应： 副反应： 若消耗2mol ，生成3.6mol ，则的选择性= 。 [的选择性=] II.制 (3)铟的氧化物催化、制取的可能机理如图所示。 已知：无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性。 ①转化ⅰ中，In元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。 ②图中每生成1mol 放出49kJ的热量(反应物、产物均为气态)。写出总反应的热化学方程式 。 ③原料气中比例过低会减弱催化剂活性，分析其可能原因 。 (4)一种以甲醇为燃料、稀硫酸为电解质溶液的燃料电池装置如图所示：写出负极的电极反应式： 。 【答案】(1) B (2)80% (3) 降低 原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位或反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活 (4) 【详解】（1）①0～2min内的平均反应速率为，故答案为：。 ②A．单位时间内消耗1mol 的同时一定消耗4mol ，不能说明该反应已达平衡状态，A项错误； B．体系中的浓度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应已达平衡状态，B项正确； C．混合气体的总质量和总体积不变，则密度不改变，不能说明该反应已达平衡状态，C项错误； 故答案为：B。 （2）设主反应消耗的的物质的量为x，副反应消耗的的物质的量为y，消耗2mol ，生成3.6mol ，则可得方程式，解得x=1.6mol，y=0.4mol，则生成的物质的量为1.6mol，生成的物质的量为0.4mol，则的选择性=，故答案为：80%。 （3）①转化ⅰ中，氢元素化合价升高，铟的氧化物失去氧，氧元素化合价不变，则In元素的化合价降低，故答案为：降低。 ②由图可知，催化剂作用下，二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应的方程式为，由反应生成1mol甲醇放出49kJ的热量可知，反应的焓变△H= -49kJ/mol，则反应的热化学方程式为：，故答案为：。 ③②由图可知，若原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活，若氢气的比例过高，反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活，故答案为：原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位或反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活。 （4）该燃料电池中，甲醇失去电子生成二氧化碳，发生氧化反应，为电池的负极，电极反应式为：，故答案为：。 【变式2-3】（23-24高一下·江苏徐州·阶段练习）判断吸热反应与放热反应 (1)下列变化： ①铝片与稀盐酸的反应；②晶体与晶体混合反应；③浓硫酸溶于水；④氯酸钾分解制氧气：⑤生石灰与水反应生成熟石灰；⑥在中燃烧。 属于吸热反应的是 (填序号)，属于放热反应的是 (填序号)。 (2)反应A＋B→C(放热)分两步进行①A＋B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是_______。 A． B． C． D． (3)写出298K时，下列反应的热化学方程式： ①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7kJ 。 ②16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量 。 ③气体完全燃烧生成液态水和，放出99.6kJ的热量 。 【答案】(1) ②④ ①⑤⑥ (2)D (3) HgO(s)= Hg (l)+ O2(g) S(s)+ O2(g)=SO2(g) 【详解】（1）①铝片与稀盐酸的反应为放热反应；②晶体与晶体混合反应为吸热反应；③浓硫酸溶于水是物理变化；④氯酸钾分解制氧气为吸热反应；⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应；⑥在中燃烧为放热反应。故属于吸热反应的是：②④，属于放热反应的是：①⑤⑥； （2）A．图中①为放热反应，②为吸热反应，A不符合； B．图中①为吸热反应，②为吸热反应，B不符合； C．图中①为放热反应，②为放热反应，C不符合； D．图中①为吸热反应，②为放热反应，D符合； 故选D。 （3）①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7kJ，热化学方程式为：HgO(s)= Hg (l)+ O2(g) ； ②16g固体硫的物质的量为，根据题意，1mol固体硫完全燃烧时放出的热量，热化学方程式为：S(s)+ O2(g)=SO2(g) ； ③气体的物质的量为：，根据题意，1mol完全燃烧生成液态水和，放出的热量，热化学方程式为：。 题型03 利用热化学方程式计算反应过程中的能量变化 知识积累 1.反应过程中放出的热量 （1）根据热化学方程式计算反应过程中的热量：； 【典例3】（23-24高一下·江苏扬州·期中）25 ℃、101 kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.69 kJ，下列热化学方程式正确的是 A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝726kJ·mol－1 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝－1 452 kJ·mol－1 C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝－726 kJ·mol－1 D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝1 452 kJ·mol－1 【答案】B 【详解】1mol甲醇的质量为32g，1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.69kJ/g×32g/mol=726kJ/mol。 A．甲醇燃烧为放热反应，ΔH<0，A错误； B．1mol甲醇燃烧放热726kJ，则2mol甲醇燃烧放热1452kJ，热化学方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝-1452 kJ·mol-1，B正确； C．2mol甲醇燃烧放热应该是1452kJ而不是726kJ，C错误； D．甲醇燃烧放热，ΔH<0，D错误； 故答案选B。 【变式3-1】（24-25高二上·江苏宿迁·期中）已知在25℃下，燃烧生成液态水时放出的热量。则下列热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】（物质的量为）燃烧生成液态水放热，则燃烧放热为，燃烧放热为。 【详解】A．方程式表示燃烧生成液态水，应为，A错误； B．燃烧生成液态水放出热量，，与计算结果一致，B正确； C．方程式生成气态水，比生成液态水放热更少，的绝对值应更小，C错误； D．方程式为水的分解反应（逆反应），应为，D错误； 故答案选B。 【变式3-2】（25-26高二上·江苏·期中）Ⅰ．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0 kJ的热量（相当于25℃、101 kPa下测得的热量）。 (1)反应的热化学方程式为 。 (2)又已知   。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 Ⅱ．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图，请写出 和反应的热化学方程式： 。 (4)若已知下列数据： 化学键 键能/ 435 943 根据表中及图中数据计算键的键能是 。 (5)用催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知：    ①    ② 若 还原至，则该反应过程中的反应热 （用含a、b的式子表示）。 Ⅲ．反应过程的能量变化如图所示。 已知： 氧化为 的 。请回答下列问题： (6)图中A表示 。E的大小对该反应的反应热 （填“有”或“无”）影响。该反应通常用作催化剂，加会使图中B点 （填“升高”还是“降低”）， （填“变大”、“变小”或“不变”）。 (7)图中 。 【答案】(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) H=-640 kJ/mol (2)408 (3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol (4)390 (5) (6) 反应物总能量 无 降低 不变 (7)-198 【详解】（1）0.4 mol液态肼和0.8 mol 反应生成氮气和水蒸气，放出256.0 kJ的热量，则1 mol N2H4(l)和2 mol H2O2(l)充分反应放出的热量为640 kJ，则热化学方程式为：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) H=-640 kJ/mol； （2）16 g液态肼为0.5 mol，对应生成2 mol气态水，放出热量为320 kJ，2 mol气态水转化为液态水会进一步放出热量88 kJ，故16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量：320 kJ + 88 kJ = 408 kJ。 （3）由题图知，和反应生成过程中放热300 kJ -254 kJ = 46 kJ，则 和反应生成2放热92 kJ，热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol。 （4）H=反应物总键能-生成物总键能，设键的键能为x，则943+435 ×3-x×6=-92 ，解得x=390 。 （5）还原至，热化学方程式为，由盖斯定律知，①-3②可得此方程式，则。 （6）图中A表示反应物总能量；E为反应的活化能，反应热取决于物质的始态和终态的能量差，与活化能无关；加入催化剂可降低反应的活化能，且对反应热无影响；故答案为：反应物总能量；无；降低；不变。 （7）氧化为的 ，则 -198 。 【变式3-3】（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）联氨可用作火箭燃料，回答下列问题： (1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和气态水，则整个过程中放出的热量为 。 (2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为 。 (3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。 已知： ①N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ·mol－1 ②H2(g)＋F2(g)=HF(g) ΔH＝－269.0 kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1 请写出肼和氟气反应的热化学方程式： 。 (4)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的热量，其热化学方程式为： 。 【答案】(1)128.32 kJ (2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2550.0 kJ·mol－1 (3)N2H4(l)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1126.0 kJ·mol－1 (4)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－183.0 kJ·mol－1 【详解】（1）6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol，由盖斯定律可知，液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－641.6kJ·mol－1，故0.2 mol液态肼放出的热量为0.2 mol×641.6 kJ·mol－1＝128.32 kJ。 （2）四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水；根据10.0 g偏二甲肼与四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量计算。 根据C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH， 得ΔH＝－425 kJ·mol－1÷＝－2 550.0 kJ·mol－1。 热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2550.0 kJ·mol－1。 （3）将①＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g) ΔH＝－1126.0 kJ·mol－1。 （4）标准状况下11.2 LH2为0.5mol，放出91.5 kJ热量，热化学方程式为：。 题型04 化学反应中存在能量变化的原因 1.从微观角度分析化学反应的能量变化 反应物的化学键断裂需要吸收能量,生成物的化学键形成会放出能量,吸收和放出的能量不相等,所以,任何化学反应都必然伴随着能量变化。当破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量,则有能量向环境释放,发生放热反应;当破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量,则需从环境吸收能量,发生吸热反应。 温馨提示：能量越低,物质越稳定；键能越大,物质越稳定。 2.从宏观角度分析化学反应的能量变化 一个确定的化学反应完全反应时是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,若反应物的总能量比生成物的总能量大,则该反应就是放热反应,反之则是吸热反应。 【典例4】（24-25高一下·江苏连云港·期中）和反应生成过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是 A．气态氢原子结合生成时，吸收能量 B．断开中化学键需要吸收能量 C．中的键比的键牢固 D．   【答案】B 【详解】A．化学键的生成放出能量，气态氢原子结合生成时，放出能量，故A错误； B．化学键的断裂吸收能量，断开中化学键需要吸收能量，故B正确； C．中键能为242.7kJ/mol，的键能为，中的键不如的键牢固，故C错误； D．焓变等于反应物键能总和减去生成物的键能总和，  =，故D错误； 答案选B。 【变式4-1】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）1mol (g)和1mol (g)反应生成2mol HCl(g)过程中的能量变化情况如下图a所示，下列说法不正确的是 A．断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量 B．等物质的量的(g)、(l)具有的能量不相同 C．的能量关系可用图b表示 D．在上述条件下，每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量 【答案】C 【详解】A．由图可知H-H键的键能为436kJ/mol，故断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量，A正确； B．相同的物质，状态不同时能量也不同，B正确； C．对于反应，由图可计算每生成2mol HCl(g)，需要放出的能量，属于放热反应，C错误； D．由C项分析可知每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量，D正确； 故答案选C。 【变式4-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）化学反应的能量变化如下图所示。下列叙述错误的是 A．该反应一定需要在加热条件下才能进行 B．反应物的总能量比生成物的总能量低 C．该反应每生成气体分子吸收约热量 D．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量 【答案】A 【详解】A．反应吸放热与反应条件无关，该反应不一定需要加热条件，故A错误； B．根据图示，反应物的总能量比生成物的总能量低，故B正确； C．根据图示，生成2molAB气体吸收(a-b)kJ能量，该反应每生成气体分子吸收约热量，故C正确； D．根据图示，生成2molAB，破坏反应物中化学键所需的能量为akJ，形成生成物中化学键释放b kJ能量，破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量，故D正确； 选A。 【变式4-3】（24-25高一下·江苏盐城·阶段练习）请阅读下列材料，回答下列小题。 氮是植物生长必需的元素，在大气中主要以分子形式存在。在放电条件下，N2与O2可发生反应：N2+O22NO。20世纪初，德国化学家哈伯等首次合成了氨气，化学方程式为N2+3H22NH3，生成的NH3与HCl反应合成氮肥。反应NH3+HCl=NH4Cl的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．放热反应都需要加热 C．H-Cl键断裂过程释放能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 【答案】D 【解析】A．反应物能量高于生成物能量，则是放热反应，A错误； B．放热反应不一定需要加热，例如缓慢氧化反应，B错误； C．化学键断裂需要吸收能量，则H-Cl键断裂过程吸收能量，C错误； D．根据图知，反应物的总能量大于生成物的总能量，D正确； 故选D。 题型05利用键能计算反应过程中的能量变化 利用键能计算反应过程中的能量变化： ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和 【典例5】（24-25高一下·江苏南京·期中）键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热。下表是一些化学键的键能： 化学键 键能/ 413 745 436 1075 根据键能数据计算每消耗时，反应的热效应为 A．放热 B．吸热 C．放热 D．吸热 【答案】B 【详解】根据ΔH=断裂化学键吸收的总能量－形成化学键释放的总能量， 反应物断裂键：CH4含4个C-H键，断键吸收4×413=1652kJ、1molCO2含2molC=O键，断键吸收2×745=1490kJ，总计吸收1652+1490=3142kJ；生成物形成键：2molCO含2molC≡O键，释放2×1075=2150kJ、2molH2含2molH-H键，释放2×436=872kJ；总计：2150+872=3022kJ。ΔH=3142−3022=+120kJ＞0，反应吸热120kJ；故选B。 【变式5-1】（24-25高一下·浙江·期中）已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应为放热反应 B．该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和 C．和反应生成2molAB吸收的热量为 D．断裂和化学键需要放出akJ的能量 【答案】B 【详解】A．根据图示可知，生成物的总能量比反应物的总能量高，该反应为吸热反应，A错误； B．根据图示可知，该反应的正反应为吸热反应，故反应物的键能之和大于生成物的键能之和 ，B正确； C．物质状态会影响反应的能量变化，图示表示的是1mol A2(g)和1mol B2(g)反应生成2mol AB(g)吸收的热量为(a-b)kJ，C错误； D．断裂化学键吸收能量，根据图示可知断裂1mol A－A和1mol B－B键，吸收akJ能量，D错误； 故选B。 【变式5-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H - O键 O= O键 H-H键 O-O键 键能/(kJ·mol-1) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2molH2O ，则下列说法不正确的是 A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程Ⅲ属于放热反应 C．总反应是吸热反应 D．有2mol水参与过程I吸收了926kJ能量 【答案】B 【详解】A．反应过程中分解了2 molH2O，由图可知，生成了2molH2和1molO2，总反应为：2H2O2H2↑+O2↑，故A正确； B．过程Ⅲ断裂2molH2O2中H-O键，吸收463kJ×2=926 kJ能量，生成1molH2中H-H键，释放436kJ能量，即总体上吸收了490kJ能量，为吸热反应，故B错误； C．总反应为2H2O2H2↑+O2↑，吸收热量463kJ×4=1852kJ能量，放出(496+436×2)kJ=1368kJ能量，则吸收的能量大于放出的热量，反应为吸热反应，故C正确； D．有2mol水参与过程I，断裂了2molH2O中H-O键，吸收能量(463×2)kJ=926kJ，故D正确； 答案选B。 【变式5-3】（24-25高一下·江苏扬州·期中）等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)①25℃，101kPa时，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。热化学反应方程式为：是 。 ②在高温条件下分解生成和C，然而在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分燃烧，其目的是 。 (2)甲烷、水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，反应为：。一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入和，反应过程中测得的浓度与反应时间的关系如下表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.0 0.05 0.09 0.12 0.14 0.15 ①0~4s时间段内用表示该反应的速率 ，反应到5s时，的转化率为 。 ②下列措施可以使该反应速率加快的是 。（填字母） A．增大容器体积    B．增加    C．将从容器中分离出来 ③下列能判断该反应已经达到化学平衡状态的是 。（填字母） A．容器中 B．单位时间内每消耗，同时生成 C．容器中混合气体的密度保持不变 D．的质量分数保持不变 (3)甲烷燃料电池装置如图，通入的电极为电池的 （填“正极”或“负极”）。通入的电极反应式为： 。随着电池不断放电，负极附近溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。该燃料电池工作时能量转化关系为 。 【答案】(1) -890.2 使部分甲烷燃烧，放出热量，可以提供分解所需的能量 (2) 0.14 15% B D (3) 正极 CH4-8e-+10OH-=+7H2O 减小 化学能转化为电能 【详解】（1）①8gCH4物质的量为0.5mol，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ的热量，则该反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.2kJ/mol。 ②甲烷燃烧放出热量，可以提供分解所需的能量，所以甲烷在高温条件下可分解生成氢气和碳，在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧； （2）①0~4s时间段内，生成CO2的浓度为0.14mol·L-1，则生成H2的浓度为4×0.14mol·L-1，用H2表示该反应的速率；反应到5s时，生成CO2的浓度为0.1.5 mol·L-1，则消耗CH4的物质的量为1L×0.1.5 mol·L-1=0.15mol，CH4的转化率为==15%； ②A．增大容器体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，A错误； B．增加，则水蒸气的浓度增大，反应速率加快，B正确； C．将从容器中分离出来的一瞬间，反应物浓度不变，反应速率不变，C错误； 故选B； ③A．当容器中时正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，而容器中时，正、逆反应速率不相等，反应不平衡，A错误； B．消耗甲烷和生成二氧化碳，都是正反应，则不能证明正、逆反应速率相等，反应没有达到平衡，B错误； C．容器内气体的质量、体积始终不变，密度始终不变，则密度不再发生变化时，反应不一定达平衡状态，C错误； D．的质量分数保持不变，说明正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，D正确； 故选D； （3）甲烷燃料电池中，通入甲烷的电极为负极，甲烷失电子结合氢氧根离子生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O；则通入氧气的电极为电池的正极，由于负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-=+7H2O，该电极消耗氢氧根离子，则负极附近溶液的pH减小；该装置为原电池，该燃料电池工作时能量转化关系为化学能转化为电能。 题型06燃料燃烧与环境问题 1.热值：一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。单位是。 2.燃料燃烧释放的能量 (1)特点：质量相同的不同燃料，由于它们的热值不同，完全燃烧后放出的能量不相同。 (2)计算：热量=燃料的质量×该燃料的热值。 一、化石燃料 1.化石燃料：煤、石油、天然气； 二.化石燃料获取能量面临的问题： （1）影响环境：煤炭等化石燃料的燃烧常常伴随着大量烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有毒有害物质的排放， 后两者还能导致酸雨，对环境的破坏非常严重。 （2）燃料使用效率不高。 三、解决燃料燃烧中存在的问题的措施 1.节约现有的能源。 2.提高燃料的使用效率，减少对环境的污染。 3.积极开发优质的新能源如氢能、水能、太阳能、风能。 四、氢燃料的优点 1.热值在普通燃料中是最高的。 2.燃烧产物只有水，不会产生对环境有害的污染物,是一种洁净燃料。 二、氢燃料的缺点 密度小，熔点低，难液化，贮存液氢的容器要求高。 【典例6】（24-25高一下·江苏南京·期中）下列热化学方程式及其描述正确的是 A．  ，  ，则 B．  (燃烧热) C．  (中和热) D．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定 【答案】A 【详解】A．碳不完全燃烧生成CO（ΔH1）和完全燃烧生成CO2（ΔH2），完全燃烧放热更多，焓变为负，ΔH2更小，因此ΔH1＞ΔH2，A正确； B．燃烧热要求生成液态水，而方程中H2O为气态，不符合燃烧热定义，B错误； C．中和热是生成1mol H2O的ΔH，而方程生成2mol H2O，C错误； D．ΔH为正值，说明石墨转化为金刚石吸热，石墨能量更低更稳定，D错误； 故选A。 【变式6-1】（24-25高一下·江苏扬州·期末）下列关于化学反应表示正确的是 A．向FeCl2 溶液中滴加氯水：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3 B．碱性氢氧燃料电池的正极反应：H2 − 2e-=2H+ C．氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·mol−1，则H2 燃烧：H2(g) ＋O2(g)=H2O(g)  ΔH = 285.8 kJ∙mol−1 D．氨水与稀HNO3反应：H+＋OH-=H2O 【答案】A 【详解】A．具有还原性，氯水中的Cl2具有氧化性，二者能发生氧化还原反应，Cl2将氧化为，自身被还原为，所给化学方程式书写无误，A正确； B．碱性氢氧燃料电池的正极是得到电子发生还原反应，反应式应为O2+2H2O+4e⁻=4OH⁻，B错误； C．标准燃烧热要求生成液态水，选项中生成的气态水应改成液态水，且ΔH应为-285.8 kJ·mol⁻¹(放热反应的ΔH小于0)，C错误； D．氨水是一元弱碱，不能拆开，与稀HNO3反应的离子方程式应为，D错误； 故选A。 【变式6-2】（25-26高一上·江苏南京·期中）氮氧化物对环境的污染及其防治是化学研究的热点之一，请回答下列问题。 (1)关注生态环境问题是每个人的责任，下列措施有利于环境保护的是 。 a．将废弃塑料袋露天集中焚烧        b．增加对化石燃料的依赖        c．废气处理达标后再排放 (2)汽车尾气中的CO、(氮氧化物)在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式： 。 (3)用氨气也可以将氮氧化物转化为无毒气体，如。 ①对该反应来说，每生成10个氮气分子，参与反应的还原剂与氧化剂的质量之比是 (填写最简整数比)。 ②写出氨气在催化剂、加热条件下将转化为无毒气体的化学方程式： 。 (4)工业尾气中的氮氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与按个数比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，写出该反应的离子反应方程式： 。 【答案】(1)c (2) (3) 17∶45 (4) 【详解】（1）a．露天焚烧废弃塑料袋会产生有毒气体，污染环境，a错误； b．无论是化石燃料的大量开采还是使用燃烧都会产生环境问题，b错误； c．废气处理达标后再排放，可以减少环境污染，有利于环境保护，c正确； 故选c。 （2）NO与 CO反应生成无毒气体，根据得失电子守恒、元素守恒配平，方程式为。 （3）①反应中中N化合价由-3价升高为0价，失电子、被氧化，为还原剂，NO中N化合价由+2价降低为0价，得电子、被还原，NO为氧化剂，每生成10个氮气分子，参与反应的还原剂为8个、氧化剂为12个NO，质量之比是17∶45； ②与反应生成无毒物质为，根据得失电子守恒、元素守恒配平，方程式为。 （4）NO（氮元素化合价+2价）与（氮元素化合价+4价）按个数比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，反应前N化合价不同，只生成一种价态的含氮钠盐，则为+3价N的钠盐，根据离子电荷守恒、元素守恒配平，离子反应方程式。 【变式6-3】（24-25高一下·江苏·阶段练习）俄乌两国都是产粮大国，2022年2月至今两国冲突导致世界粮食供应紧张。羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。 (1)已知COS结构与CO2相似，COS的电子式为 ，晶体类型属于： 。 (2)反应平衡后，延长反应时间 (填“能”或“不能”)增大CO的转化率。 (3)工业上H2S尾气的处理方法中，克劳斯法是将三分之一H2S氧化为SO2，再在转化炉中SO2将剩下的H2S转化为S单质，写出转化炉中反应的化学方程式 ；完全燃烧0.5 mol的H2S释放a kJ的热量，写出H2S的燃烧热的热化学方程式 。 【答案】(1) 分子晶体 (2)不能 (3) 2H2S+SO2=3S+2H2O H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) 【详解】（1）二氧化碳的结构式为O=C=O，COS结构与CO2相似，则COS的电子式为，COS晶体由分子通过分子间作用力构成，则晶体类型属于分子晶体； （2）反应平衡后，正、逆反应速率相等，各成分的浓度不再变化，则延长反应时间不能增大CO的转化率； （3）在转化炉中SO2将剩下的H2S转化为S单质，同时有水生成，则转化炉中反应的化学方程式为：2H2S+SO2=3S+2H2O；H2S完全燃烧生成二氧化硫和水，完全燃烧0.5mol的H2S释放akJ的热量，则完全燃烧1mol的H2S释放2a kJ的热量，所以H2S的燃烧热的热化学方程式为：H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(l) 。 题型07 太阳能及其利用 1.太阳能的转化 (1)植物体内的叶绿素等物质将水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，其本质是发生了光与生物质能转化：； (2)动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出热，供给生命活动的需要。 淀粉、纤维素水解： 葡萄糖氧化：C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g) △H =-2806kJ·mol-1 2.人类直接利用太阳能的方式 (1)光一热转换基本原理:利用太阳辐射能加热物体获得热能。 (2)光-电转换 1光一热-电转换:利用太阳能集热器发电,太阳能集热器吸收的热能使水转化为水蒸气,再驱动汽轮机发电。 2光一电直接转换:利用光电效应,将太阳能直接转化为电能。光一电转换的基本装置是太阳能电池。 【典例7】（25-26高一上·江苏盐城·期中）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。下列做法不利于碳达峰、碳中和的是 A．发展CO2捕集技术 B．推广使用新能源汽车 C．推动风能、水能、光能等可再生能源发展 D．工厂大量生产脱硫燃煤 【答案】D 【详解】A．发展CO2捕集技术可减少大气中的CO2，有利于碳中和，A项不符合题意； B．推广新能源汽车减少化石燃料使用，降低CO2排放，B项不符合题意； C．发展可再生能源替代化石能源，减少CO2排放，C项不符合题意； D．脱硫燃煤仅减少硫污染，但燃烧仍释放大量CO2，加剧碳排放，D项符合题意； 答案选D。 【变式7-1】（24-25高一下·江苏宿迁·期中）能源是社会发展的动力。下列有关能源的叙述错误的是 A．为了环境保护，可以大幅增加风电、核电、太阳能发电的开发利用 B．石油和煤都属于不可再生能源 C．氢能热值高，产物无污染，原料来源厂 D．新能源汽车是指使用电能的汽车 【答案】D 【详解】A．风电、核电、太阳能属于清洁能源，但“大幅增加”需考虑实际可行性（如核电的核废料处理问题），但选项表述本身无错误，A正确； B．石油和煤是化石燃料，属于不可再生能源，B正确； C．氢能热值高，产物为水无污染，原料（如水）来源广，C正确； D．新能源汽车包括电能、氢能、混合动力等多种形式，仅定义为“使用电能”过于片面，D错误； 故选D。 【变式7-2】（23-24高二上·江苏扬州·期中）下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是 A．Mg与盐酸反应 B．碳不完全燃烧生成CO C．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 D．葡萄糖在人体内氧化 【答案】C 【分析】由图可知，该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应。 【详解】A．镁和盐酸反应是放热反应，A错误； B．碳不完全燃烧生成CO为放热反应，B错误； C．八水氢氧化钡与氯化铵晶体混合的反应是吸热反应，C正确； D．葡萄糖在人体内氧化的反应为放热反应，D错误； 故选C。 【变式7-3】（23-24高一下·江苏淮安·期中）下列不属于可再生能源的是 A．石油 B．风能 C．水能 D．太阳能 【答案】A 【详解】A．石油属于化石燃料，属于不可再生能源，A选； B．风能属于新能源，为可再生能源，B不选； C．水能属于新能源，为可再生能源，C不选； D．太阳能属于新能源，为可再生能源，D不选； 答案选A。 23 / 29 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 化学反应中的热 题型01 放热反应与吸热反应 题型02 热化学方程式 题型03 利用热化学方程式计算反应过程中的能量变化 题型04 化学反应中能量变化的原因 题型05 利用键能计算反应过程中的能量变化 题型06 燃料燃烧与环境问题 题型07 太阳能及其利用 题型01 放热反应与吸热反应 1.放热反应与吸热反应比较： 放热反应 吸热反应 定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 能量转化 反应物所具有的化学能转化为热能释放出来 热能转化为化学能被生成物所“储存” 宏观解释 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 微观解释 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 能量变化 图示(用活化能表示) 能量变化 图示(用键能表示) 常见反应实例 1.所有的燃烧反应及缓慢氧化反应 2.酸碱中和反应 3.金属与水或酸的反应 4.大多数化合反应 5.少数分解反应 1.大多数分解反应； 2.少数化合反应，如C与CO2在高温条件下生成CO 3.Ba(OH)2▪8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O NaHCO3 +HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 4.水煤气反应：C+H2O(g)-CO+H2 注意：1需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如C和O2的反应。 2放热反应常温下不一定容易发生。 3吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应。 4吸热反应和放热反应都是指化学反应；NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 5化学反应总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收，不存在既不放热也不吸热、没有能量变化的化学反应。 【典例1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）关于如图所示的说法，不正确的是 A．图A中生成物的总能量更高 B．图C中发生的反应为放热反应 C．图B表示与反应可放出92kJ热量 D．图A可表示与混合搅拌过程中的能量变化 【变式1-1】（2026高一·江苏·专题练习）下列反应属于放热反应的是 A．C＋CO22CO B．2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 C．C＋H2OCO＋H2 D．CaCO3CaO＋CO2↑ 【变式1-2】（24-25高一下·江苏盐城·期中）下列反应中，一定属于吸热反应的是 A．需要加热才能发生的反应 B．NaOH溶液与盐酸的反应 C．晶体与晶体的反应 D．的反应 【变式1-3】（24-25高一下·江苏连云港·阶段练习）下列反应过程中的能量变化不符合图的是 A．石灰石分解 B．灼热的炭与二氧化碳反应 C．氢氧化钡和氯化铵的反应 D．铝热反应 题型02 热化学方程式 1. 热化学方程式： 在热化学方程式中，要标明所有物质在反应条件下的状态(气态、液态、固态分别用g、l、s表示)，反应放出或吸收的热用△H表示，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，例如：（1）；（2）；反应(1)中，1mol CaCO3吸收178.2kJ的热，完全分解生成1mol CaO和1 mol CO2气体；反应(2)中，1mol C与1 mol O2完全反应生成1 mol CO2气体，放出393.6kJ的热。 2.热化学方程式的书写及判断： （1）写出化学方程式：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，只表示物质的量； （2）注明反应时的温度和压强，25℃和101kPa时，不需要特别注明； （3）注明反应物和生成物的聚集状态，气态、液态、固态分别用g、l、s表示，不用“↑” “↓”标记气体生成物和难溶生成物； （4）用△H表示反应放出或吸收的热，放热反应的△H为“-”，吸热反应的△H为“+”，常用单位：或。 【典例2】（24-25高一下·江苏连云港·期中）在、下，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热，下列燃烧的热化学方程式正确的是 A．   B．   C．   D．   【变式2-1】（24-25高一下·江苏南京·期中）按下列要求填空 (1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方) ΔH =-0.398kJ/mol，则S(单斜)、S(斜方)相比，较稳定的是 [填“S(s，单斜)”或“S(s，斜方)”]。 (2)已知含2.000gNaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出2865J的热量。写出表示中和热的热化学方程式： 。 (3)已知 23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式： 。 (4)已知：2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) ΔH=-169kJ/mol；C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ /mol；2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH =-314kJ/mol。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO 制取 Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (5)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H-H键断裂时吸收热量为 。 【变式2-2】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）资源化利用可获得、等燃料。 I.制 (1)一定温度下，将2mol 和8mol 充入容积2L的密闭容器，发生反应，的物质的量随时间变化如图所示。 ①0～2min内的平均反应速率为 。 ②其他条件不变，能说明该反应已达平衡状态的是 (填字母)。 A．单位时间内消耗1mol 的同时消耗4mol B．体系中的浓度不再改变 C．混合气体的密度不再改变 (2)一定条件下，、在密闭容器中发生如下反应 主反应： 副反应： 若消耗2mol ，生成3.6mol ，则的选择性= 。 [的选择性=] II.制 (3)铟的氧化物催化、制取的可能机理如图所示。 已知：无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性。 ①转化ⅰ中，In元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。 ②图中每生成1mol 放出49kJ的热量(反应物、产物均为气态)。写出总反应的热化学方程式 。 ③原料气中比例过低会减弱催化剂活性，分析其可能原因 。 (4)一种以甲醇为燃料、稀硫酸为电解质溶液的燃料电池装置如图所示：写出负极的电极反应式： 。 【变式2-3】（23-24高一下·江苏徐州·阶段练习）判断吸热反应与放热反应 (1)下列变化： ①铝片与稀盐酸的反应；②晶体与晶体混合反应；③浓硫酸溶于水；④氯酸钾分解制氧气：⑤生石灰与水反应生成熟石灰；⑥在中燃烧。 属于吸热反应的是 (填序号)，属于放热反应的是 (填序号)。 (2)反应A＋B→C(放热)分两步进行①A＋B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是_______。 A． B． C． D． (3)写出298K时，下列反应的热化学方程式： ①1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7kJ 。 ②16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量 。 ③气体完全燃烧生成液态水和，放出99.6kJ的热量 。 题型03 利用热化学方程式计算反应过程中的能量变化 知识积累 1.反应过程中放出的热量 （1）根据热化学方程式计算反应过程中的热量：； 【典例3】（23-24高一下·江苏扬州·期中）25 ℃、101 kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.69 kJ，下列热化学方程式正确的是 A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝726kJ·mol－1 B．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝－1 452 kJ·mol－1 C．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝－726 kJ·mol－1 D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝1 452 kJ·mol－1 【变式3-1】（24-25高二上·江苏宿迁·期中）已知在25℃下，燃烧生成液态水时放出的热量。则下列热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 【变式3-2】（25-26高二上·江苏·期中）Ⅰ．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0 kJ的热量（相当于25℃、101 kPa下测得的热量）。 (1)反应的热化学方程式为 。 (2)又已知   。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。 Ⅱ．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图，请写出 和反应的热化学方程式： 。 (4)若已知下列数据： 化学键 键能/ 435 943 根据表中及图中数据计算键的键能是 。 (5)用催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知：    ①    ② 若 还原至，则该反应过程中的反应热 （用含a、b的式子表示）。 Ⅲ．反应过程的能量变化如图所示。 已知： 氧化为 的 。请回答下列问题： (6)图中A表示 。E的大小对该反应的反应热 （填“有”或“无”）影响。该反应通常用作催化剂，加会使图中B点 （填“升高”还是“降低”）， （填“变大”、“变小”或“不变”）。 (7)图中 。 【变式3-3】（24-25高二上·江苏扬州·阶段练习）联氨可用作火箭燃料，回答下列问题： (1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和气态水，则整个过程中放出的热量为 。 (2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为 。 (3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。 已知： ①N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ·mol－1 ②H2(g)＋F2(g)=HF(g) ΔH＝－269.0 kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1 请写出肼和氟气反应的热化学方程式： 。 (4)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的热量，其热化学方程式为： 。 题型04 化学反应中存在能量变化的原因 1.从微观角度分析化学反应的能量变化 反应物的化学键断裂需要吸收能量,生成物的化学键形成会放出能量,吸收和放出的能量不相等,所以,任何化学反应都必然伴随着能量变化。当破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量,则有能量向环境释放,发生放热反应;当破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量,则需从环境吸收能量,发生吸热反应。 温馨提示：能量越低,物质越稳定；键能越大,物质越稳定。 2.从宏观角度分析化学反应的能量变化 一个确定的化学反应完全反应时是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,若反应物的总能量比生成物的总能量大,则该反应就是放热反应,反之则是吸热反应。 【典例4】（24-25高一下·江苏连云港·期中）和反应生成过程中的能量变化如下图所示。下列说法正确的是 A．气态氢原子结合生成时，吸收能量 B．断开中化学键需要吸收能量 C．中的键比的键牢固 D．   【变式4-1】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）1mol (g)和1mol (g)反应生成2mol HCl(g)过程中的能量变化情况如下图a所示，下列说法不正确的是 A．断裂1mol (g)中H—H键需要吸收436kJ的能量 B．等物质的量的(g)、(l)具有的能量不相同 C．的能量关系可用图b表示 D．在上述条件下，每生成2mol HCl(g)释放183kJ的能量 【变式4-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）化学反应的能量变化如下图所示。下列叙述错误的是 A．该反应一定需要在加热条件下才能进行 B．反应物的总能量比生成物的总能量低 C．该反应每生成气体分子吸收约热量 D．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成生成物中化学键释放的能量 【变式4-3】（24-25高一下·江苏盐城·阶段练习）请阅读下列材料，回答下列小题。 氮是植物生长必需的元素，在大气中主要以分子形式存在。在放电条件下，N2与O2可发生反应：N2+O22NO。20世纪初，德国化学家哈伯等首次合成了氨气，化学方程式为N2+3H22NH3，生成的NH3与HCl反应合成氮肥。反应NH3+HCl=NH4Cl的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．该反应是吸热反应 B．放热反应都需要加热 C．H-Cl键断裂过程释放能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 题型05利用键能计算反应过程中的能量变化 利用键能计算反应过程中的能量变化： ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和 【典例5】（24-25高一下·江苏南京·期中）键能是指气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以用于计算化学反应的反应热。下表是一些化学键的键能： 化学键 键能/ 413 745 436 1075 根据键能数据计算每消耗时，反应的热效应为 A．放热 B．吸热 C．放热 D．吸热 【变式5-1】（24-25高一下·浙江·期中）已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 A．该反应为放热反应 B．该反应中反应物的键能之和大于生成物的键能之和 C．和反应生成2molAB吸收的热量为 D．断裂和化学键需要放出akJ的能量 【变式5-2】（24-25高一下·江苏南京·期中）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如表所示。 化学键 H - O键 O= O键 H-H键 O-O键 键能/(kJ·mol-1) 463 496 436 138 若反应过程中分解了2molH2O ，则下列说法不正确的是 A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程Ⅲ属于放热反应 C．总反应是吸热反应 D．有2mol水参与过程I吸收了926kJ能量 【变式5-3】（24-25高一下·江苏扬州·期中）等都是重要的能源，也是重要的化工原料。 (1)①25℃，101kPa时，完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出445.1kJ热量。热化学反应方程式为：是 。 ②在高温条件下分解生成和C，然而在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分燃烧，其目的是 。 (2)甲烷、水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，反应为：。一定温度下，向体积为1L的恒容密闭容器中充入和，反应过程中测得的浓度与反应时间的关系如下表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.0 0.05 0.09 0.12 0.14 0.15 ①0~4s时间段内用表示该反应的速率 ，反应到5s时，的转化率为 。 ②下列措施可以使该反应速率加快的是 。（填字母） A．增大容器体积    B．增加    C．将从容器中分离出来 ③下列能判断该反应已经达到化学平衡状态的是 。（填字母） A．容器中 B．单位时间内每消耗，同时生成 C．容器中混合气体的密度保持不变 D．的质量分数保持不变 (3)甲烷燃料电池装置如图，通入的电极为电池的 （填“正极”或“负极”）。通入的电极反应式为： 。随着电池不断放电，负极附近溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。该燃料电池工作时能量转化关系为 。 题型06燃料燃烧与环境问题 1.热值：一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。单位是。 2.燃料燃烧释放的能量 (1)特点：质量相同的不同燃料，由于它们的热值不同，完全燃烧后放出的能量不相同。 (2)计算：热量=燃料的质量×该燃料的热值。 一、化石燃料 1.化石燃料：煤、石油、天然气； 二.化石燃料获取能量面临的问题： （1）影响环境：煤炭等化石燃料的燃烧常常伴随着大量烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有毒有害物质的排放， 后两者还能导致酸雨，对环境的破坏非常严重。 （2）燃料使用效率不高。 三、解决燃料燃烧中存在的问题的措施 1.节约现有的能源。 2.提高燃料的使用效率，减少对环境的污染。 3.积极开发优质的新能源如氢能、水能、太阳能、风能。 四、氢燃料的优点 1.热值在普通燃料中是最高的。 2.燃烧产物只有水，不会产生对环境有害的污染物,是一种洁净燃料。 二、氢燃料的缺点 密度小，熔点低，难液化，贮存液氢的容器要求高。 【典例6】（24-25高一下·江苏南京·期中）下列热化学方程式及其描述正确的是 A．  ，  ，则 B．  (燃烧热) C．  (中和热) D．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s) ，则金刚石比石墨稳定 【变式6-1】（24-25高一下·江苏扬州·期末）下列关于化学反应表示正确的是 A．向FeCl2 溶液中滴加氯水：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3 B．碱性氢氧燃料电池的正极反应：H2 − 2e-=2H+ C．氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·mol−1，则H2 燃烧：H2(g) ＋O2(g)=H2O(g)  ΔH = 285.8 kJ∙mol−1 D．氨水与稀HNO3反应：H+＋OH-=H2O 【变式6-2】（25-26高一上·江苏南京·期中）氮氧化物对环境的污染及其防治是化学研究的热点之一，请回答下列问题。 (1)关注生态环境问题是每个人的责任，下列措施有利于环境保护的是 。 a．将废弃塑料袋露天集中焚烧        b．增加对化石燃料的依赖        c．废气处理达标后再排放 (2)汽车尾气中的CO、(氮氧化物)在适宜温度下采用催化转化法处理，使它们相互反应生成参与大气循环的无毒气体。写出NO被CO还原的化学方程式： 。 (3)用氨气也可以将氮氧化物转化为无毒气体，如。 ①对该反应来说，每生成10个氮气分子，参与反应的还原剂与氧化剂的质量之比是 (填写最简整数比)。 ②写出氨气在催化剂、加热条件下将转化为无毒气体的化学方程式： 。 (4)工业尾气中的氮氧化物常采用碱液吸收法处理。NO与按个数比1∶1被足量NaOH溶液完全吸收后只得到一种钠盐，写出该反应的离子反应方程式： 。 【变式6-3】（24-25高一下·江苏·阶段练习）俄乌两国都是产粮大国，2022年2月至今两国冲突导致世界粮食供应紧张。羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。 (1)已知COS结构与CO2相似，COS的电子式为 ，晶体类型属于： 。 (2)反应平衡后，延长反应时间 (填“能”或“不能”)增大CO的转化率。 (3)工业上H2S尾气的处理方法中，克劳斯法是将三分之一H2S氧化为SO2，再在转化炉中SO2将剩下的H2S转化为S单质，写出转化炉中反应的化学方程式 ；完全燃烧0.5 mol的H2S释放a kJ的热量，写出H2S的燃烧热的热化学方程式 。 题型07 太阳能及其利用 1.太阳能的转化 (1)植物体内的叶绿素等物质将水、二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，其本质是发生了光与生物质能转化：； (2)动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出热，供给生命活动的需要。 淀粉、纤维素水解： 葡萄糖氧化：C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g) △H =-2806kJ·mol-1 2.人类直接利用太阳能的方式 (1)光一热转换基本原理:利用太阳辐射能加热物体获得热能。 (2)光-电转换 1光一热-电转换:利用太阳能集热器发电,太阳能集热器吸收的热能使水转化为水蒸气,再驱动汽轮机发电。 2光一电直接转换:利用光电效应,将太阳能直接转化为电能。光一电转换的基本装置是太阳能电池。 【典例7】（25-26高一上·江苏盐城·期中）我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。下列做法不利于碳达峰、碳中和的是 A．发展CO2捕集技术 B．推广使用新能源汽车 C．推动风能、水能、光能等可再生能源发展 D．工厂大量生产脱硫燃煤 【变式7-1】（24-25高一下·江苏宿迁·期中）能源是社会发展的动力。下列有关能源的叙述错误的是 A．为了环境保护，可以大幅增加风电、核电、太阳能发电的开发利用 B．石油和煤都属于不可再生能源 C．氢能热值高，产物无污染，原料来源厂 D．新能源汽车是指使用电能的汽车 【变式7-2】（23-24高二上·江苏扬州·期中）下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是 A．Mg与盐酸反应 B．碳不完全燃烧生成CO C．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 D．葡萄糖在人体内氧化 【变式7-3】（23-24高一下·江苏淮安·期中）下列不属于可再生能源的是 A．石油 B．风能 C．水能 D．太阳能 23 / 29 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $