第十章 第33讲 反应热 热化学方程式【精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

该高中化学讲义聚焦反应热与热化学方程式核心考点，涵盖焓变计算、能量图像分析、热化学方程式书写及中和热测定、燃烧热与能源等内容，按“概念理解—定量计算—实际应用”逻辑层次展开，通过双基自测明考向、考点突破梳方法、真题再现强实战、限时训练提能力的教学环节，帮助学生系统构建知识网络，突破计算与书写难点。 讲义突出科学思维与科学探究，如通过键能计算、能量图像分析培养证据推理能力，结合中和热测定实验强化实践操作，设置分层练习与高考真题训练，精准对接考向。例如焓变计算总结3种方法，热化学方程式结合高考真题示例规范书写，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第十章　化学反应与能量转化 第33讲　反应热　热化学方程式 【高考考向预测】 反应热包含吸热放热变化，可借助键能、物质总能量计算数值，热化学方程式需规范标注状态、焓变与系数比例关系；近三年为热化学基础必考内容，大小题型均频繁涉及；预测2027 年侧重反应热核算、方程式正误判断与书写，结合图像情境分析能量变化，联动盖斯定律综合计算焓变。 【双基自测●明考向】 1.物质发生化学变化时都伴有能量的变化(　　) 2.加热条件下发生的反应均为吸热反应(　　) 3.浓硫酸溶于水，体系的温度升高，该过程属于放热反应(　　) 4.石墨转化为金刚石需要吸收能量，所以石墨更稳定(　　) 5.由反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1可知，反应物的总能量低于生成物的总能量(　　) 【答案】1.√　2.×　3.×　4.√　5.× 【考点突破●明方向】 考点一　反应热　化学反应的焓变 1.反应热 2.内能、焓和焓变 内能(U) 体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质聚集状态的影响 焓(H) 与内能有关的物理量 焓变(ΔH) 生成物与反应物焓值差，常用单位：kJ·mol-1或kJ/mol 3.焓变与反应热的关系 等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有反应热等于反应的焓变。 注：还有电能、光能等多种形式 4.反应放热、吸热的理论分析 (1)从能量图的角度分析(宏观角度) 放热反应　　　　　吸热反应 (2)从化学键的角度分析(微观角度) 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。 (3)熟记常见的吸热反应和放热反应 ①Ba(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　⑤C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　⑩柠檬酸与碳酸氢钠的反应 其中属于放热反应的是　③⑥⑦⑧⑨　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　①②④⑤⑩　。 【考点突破●明方向】 考向一、反应过程中能量变化图像 1.臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。 (1)ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。 (2)催化反应①是　　　　(填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是　　　　反应。 (3)总反应的活化能是　　　　，催化反应①的活化能是　　　　，催化反应②对应的逆反应的活化能是　　　　　　，总反应对应的逆反应活化能为　　　　　　。 【答案】(1)<　(2)吸热　放热 (3)E　E1　E2+|ΔH|　E+|ΔH| 考向二、化学反应的焓变与键能的相互计算 2.根据如图数据计算反应N2(g)+H2(g)===NH3(g)的ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。 【答案】-45 3.CH3—CH3(g)===CH2==CH2(g)+H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表： 化学键 C—H C==C C—C H—H 键能/ (kJ·mol-1) 414 615 347 436 则该反应的反应热为　　　　　　。 【答案】+124 kJ·mol-1 【解析】ΔH=E(C—C)+6E(C—H)-E(C==C)-4E(C—H)-E(H—H)=(347+6×414-615-4×414-436) kJ·mol-1=+124 kJ·mol-1。 4.有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)+O2(g)===SiO2(s)　ΔH=-989.2 kJ·mol-1，则表中的x值为　　　　。 化学键 Si—O O==O Si—Si 键能/(kJ·mol-1) x 498.8 176 【答案】460 【解析】已知Si(s)+O2(g)===SiO2(s)　ΔH=-989.2 kJ·mol-1，由图可知，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O，1 mol O2中含有1 mol O==O，1 mol晶体硅中有2 mol Si—Si，则根据反应热与键能关系可得：ΔH=2×176 kJ·mol-1+498.8 kJ·mol-1-4x kJ·mol-1=-989.2 kJ·mol-1，解得x=460。 计算反应焓变的3种方法 (1)ΔH=生成物总焓-反应物总焓。 (2)ΔH=反应物总键能-生成物总键能。 (3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。 考点二　热化学方程式 1.热化学方程式概念 (1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 (2)意义：既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。 如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1表示在25 ℃、101 kPa条件下，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol液态水时放出的热量为571.6 kJ。 2.热化学方程式的规范书写 (1)[2023·天津，16(3)]SO2(g)氧化生成80 g SO3(g)放出能量98.3 kJ，写出该反应的热化学方程式：　2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1　。 (2)在25 ℃和101 kPa时Na(s)与O2(g)反应生成1 mol Na2O2(s)放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：　2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH=-510.9 kJ·mol-1　。 (3)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3(g)和H2(g)，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为　　Si(s)+3HCl(g)===SiHCl3(g)+H2(g)　ΔH=-225 kJ·mol-1　。 (4)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化的示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：　NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1　。 3.书写热化学方程式的注意事项 (1)热化学方程式区别于普通化学方程式，一般不标注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。 (2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的“物质的量”，可以是整数，也可以是分数。 (3)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外，还要注明名称。 (4)ΔH表示反应完全进行时的热量变化，与反应是否可逆无关。 考点三　中和反应反应热的测定　燃烧热和能源 (一)中和反应反应热的测定 某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，测量中和反应的反应热的实验步骤如下： ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用； 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。用水把温度计冲洗干净，擦干备用； ③将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。 重复上述步骤，记录数据。 (二)燃烧热和能源 1.燃烧热 (1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 (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产物 元素 C H S N 指定产物 及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) [应用举例] (1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　。 【答案】H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH=-286 kJ·mol-1 (2)油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出3.8×104 kJ热量，油酸甘油酯的燃烧热为　　　　　　　　(保留两位有效数字)。 【答案】3.4×104 kJ·mol-1 【解析】(2)1 kg该化合物的物质的量为，则油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-≈-3.4×104 kJ·mol-1。 2.能源分类 1.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(　　) 2.使用氢气作燃料有助于控制温室效应(　　) 3.101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热(　　) 4.燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　) 5.空气燃料比越大，燃料燃烧越充分，则燃烧效率一定越高(　　) 6.同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(　　) 7.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1(　　) 8.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则Ca(OH)2和HCl反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1(　　) 9.1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热(　　) 【答案】1.√　2.√　3.×　4.√　5.×　6.×　7.×　8.×　9.× 【真题再现●明考向】 1.(2024·全国甲卷，7)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 【答案】C 【解析】木材的主要成分为纤维素，纤维素中含碳元素，煤是有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，A正确；燃料电池是将化学能转化为电能的装置，C错误；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.(2025·北京，11)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A.NaCl固体溶解是吸热过程 B.根据盖斯定律可知：a+b=4 C.根据各微粒的状态，可判断a>0，b>0 D.溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关 【答案】C 【解析】由NaCl(s)溶解为Na+(aq)、Cl-(aq)过程中ΔH3=+4 kJ·mol-1>0可知，NaCl固体溶解是吸热过程，A正确；根据盖斯定律可得，ΔH3=ΔH1+ΔH2=(a+b)kJ·mol-1=+4 kJ·mol-1，即a+b=4，B正确，NaCl(s)解离为气态离子的过程破坏离子键，需吸收能量，则a>0，气态离子进入水中，形成水合离子，会释放能量，则b<0，C错误；NaCl(s)由Na+和Cl-构成，Na+和Cl-之间存在静电作用，NaCl溶液中Na+、Cl-与H2O分子通过静电作用形成稳定结构，这些微粒间作用力越强，形成所释放或破坏所吸收的能量越多，故溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关，故D正确。 3.(2024·天津，10改编)白磷(P4)在高温下可分解为P2，即P4(g)===2P2(g)。已知P4中P—P的键能为209 kJ·mol-1，P2中P==P的键能为523 kJ·mol-1，根据键能估算上述反应的ΔH=　　　　　　　　。 【答案】+208 kJ·mol-1 【解析】反应P4(g)===2P2(g)的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=209 kJ·mol-1×6-523 kJ·mol-1×2=+208 kJ·mol-1。 【限时训练】 （40分钟） (1~11题，每小题7分) 1.(2025·安徽二模)能源的开发与利用促进了人类发展和社会进步，下列有关能源及利用说法正确的是(　　) A.古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁，其中木炭的作用只是燃烧供热 B.《世说新语》记载“……用蜡烛作炊”，其中蜡烛的主要成分是油脂，属于天然高分子 C.植物油、煤油等都曾用于提供照明，二者组成元素相同，其中煤油主要来自煤的干馏 D.天然气不仅是一种清洁的化石燃料，还可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等 【答案】D 【解析】木炭燃烧放热，木炭不完全燃烧产生的CO把铁矿石还原为铁单质，故A错误；植物油的组成元素是C、H、O，煤油的组成元素是C、H，二者组成元素不相同，煤油主要来自石油的分馏，故C错误；天然气主要成分是甲烷，可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等，故D正确。 2.(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　　) A.液氮-液氢 B.液氧-液氢 C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油 【答案】A 【解析】液氮较稳定，氢气不能在氮气中燃烧，液氮-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意。 3.已知2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，下列对该反应的说法正确的是(　　) A.因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B.相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 C.相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量 D.达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等 【答案】C 【解析】放热反应与反应条件无关，可能需要加热才能发生，A错误；由该反应为放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)与1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量，B错误、C正确；平衡时，各物质的浓度是否相等与起始量、转化率有关，D错误。 4.(2026·沈阳模拟)下列关于能量的说法或表示方法正确的是(　　) A.催化剂能有效降低反应的活化能，但不影响反应热 B.已知2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-565.2 kJ·mol-1，则CO的燃烧热为565.2 kJ·mol-1 C.H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则相同条件下含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合后放出57.3 kJ的热量 D.某吸热反应在一定温度时能自发进行，因此该反应是熵减反应 【答案】A 【解析】催化剂能有效降低反应的活化能，加快反应速率，但不影响反应热，故A正确；一氧化碳的燃烧热为25 ℃，101 kPa时1 mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量，由热化学方程式可知，一氧化碳的燃烧热为282.6 kJ·mol-1，故B错误；浓硫酸稀释的过程是放热过程，所以相同条件下含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合后放出的热量大于57.3 kJ，故C错误； 熵减的吸热反应在任何温度下ΔH-TΔS恒大于0，不能自发进行，该反应是熵增反应，故D错误。 5.如图是CO和O在钌催化剂的表面形成化学键的过程。下列说法正确的是(　　) A.CO2和CO都能与碱反应生成盐和水 B.该过程中，CO先断键成C和O C.CO与O形成化学键的过程中放出能量 D.钌催化剂降低了该反应的焓变 【答案】C 【解析】CO为不成盐氧化物，不能与碱发生反应，A错误；根据题给过程图可知，该过程中，CO未断键，B错误；形成化学键时会释放能量，C正确；催化剂只能降低反应的活化能，不会改变反应的焓变，D错误。 6.(2025·河北沧州二模)下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　) A.稀硫酸和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2反应的热化学方程式：H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 B.CO的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1，则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=-566.0 kJ·mol-1 C.铁粉与硫粉需要加热才能发生反应，则此反应是吸热反应 D.已知FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)　ΔH>0则该反应高温下为自发过程，低温下为非自发过程 【答案】D 【解析】稀硫酸和Ba(OH)2反应生成H2O和BaSO4沉淀，A错误；燃烧热是25 ℃，101 kPa下1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，CO的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1，则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJ·mol-1，B错误；需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应，如铝热反应，需要加热，但属于放热反应，铁粉与硫粉需要加热才能发生反应，但该反应为放热反应，C错误；反应FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)的ΔH>0，且为反应前后气体体积增大的反应，ΔS>0，根据ΔG=ΔH-TΔS<0时，反应能够自发进行，高温时ΔG<0，反应自发，低温时ΔG>0，非自发，D正确。 7.借助盐酸与NaOH溶液反应，用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法正确的是(　　) A.所需的仪器有烧杯、温度计、铜质搅拌器、量筒 B.为了保证完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热ΔH偏小 D.溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，可开始测量并记录反应后体系的温度 【答案】B 【解析】中和反应的反应热测定所需玻璃仪器有烧杯(用作反应容器)、玻璃搅拌器(用于搅拌混合液体)、温度计(测量温度)，A错误；为了使测定数据更准确，采用稍过量的NaOH溶液，使HCl完全反应，B正确；若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，由于醋酸电离吸热，反应放热更少，则计算所得ΔH偏大，故C错误；需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度，故D错误。 8.(2024·海南，8)已知298 K，101 kPa时，2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1，H2的临界温度(能够液化的最高温度)为32.98 K，下列说法错误的是(　　) A.氢气燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1 B.题述条件下，2 mol H2和1 mol O2在燃料电池中完全反应，电功+放热量=571.6 kJ C.氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D.不同电极材料电解水所需电压不同，产生2 g H2(g)消耗的电功相同 【答案】D 【解析】氢气燃烧热为25 ℃，101 kPa时1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则由热化学方程式可知，氢气燃烧热ΔH=-571.6 kJ·mol-1×=-285.8 kJ·mol-1，故A正确；氢氧燃料电池中化学能转化为热能和电能，由能量守恒定律可知，2 mol H2和1 mol O2在燃料电池中完全反应，电功+放热量=571.6 kJ，故B正确；氢气是易燃易爆的气体，所以氢能利用的关键技术在于安全储存与运输，故C正确；不同电极材料电解水所需电压不同，说明所需的电流不同，所以产生2 g氢气所需时间不同，消耗的电功不同，故D错误。 9.丙烷与溴原子能发生以下两种反应： ①CH3CH2CH3(g)+Br·(g)—→CH3CH2CH2·(g)+HBr(g) ②CH3CH2CH3(g)+Br·(g)—→CH3HCH3(g)+HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.反应①与②均为吸热反应 B.反应②使用了催化剂 C.产物中CH3CH2CH3·(g)的含量比CH3HCH3(g)低 D.CH3CH2CH2·(g)转变为CH3HCH3(g)放出热量 【答案】B 【解析】催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应②是否使用催化剂，B说法错误。 10.(2022·浙江6月选考，18)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 【答案】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；HOO===HO+O，由表格中的数据可知，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。 11.下列示意图表示正确的是(　　) A.甲图表示反应Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=+26.7 kJ·mo1-1的能量变化 B.乙图表示碳的燃烧热 C.丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1+V2=60 mL) D.已知稳定性顺序：B<A<C，反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图 【答案】D 【解析】甲图中反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，故A错误；乙图体现的是2 mol C(s)与1 mol O2(g)反应转化成2 mol CO(g)的能量变化，而碳的燃烧热是指25 ℃，101 kPa下，1 mol C(s)全部转化成1 mol CO2(g)放出的热量，故B错误；丙图中V2为20 mL时，温度最高，说明此时酸碱反应完全，又因为实验中始终保持V1+V2=60 mL，则V1=40 mL，由酸碱中和关系式：2NaOH~H2SO4可知，H2SO4和NaOH溶液的浓度不同，故C错误。 12.(9分)依据反应事实书写热化学方程式。 (1)在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25%。该反应的热化学方程式为　　　　　　　。 (2)化学反应N2+3H2⥫⥬2NH3的能量变化如图所示(假设该反应完全反应)。 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)钌(Ru)及其化合物在合成工业上有广泛用途，如图是用钌基催化剂催化合成甲酸的过程。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。 根据图示写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　。 【答案】(1)2NH3(g) ⥫⥬N2(g)+3H2(g)　ΔH=+92.2 kJ·mol-1 (2)N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(l)　ΔH=-2(c+b-a)kJ·mol-1 (3)H2(g)+CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH=-31.2 kJ·mol-1 【解析】(3)根据整个流程可知，CO2和H2为反应物，产物为HCOOH，92 g HCOOH的物质的量为=2 mol，所以生成1 mol液态HCOOH放出31.2 kJ能量，热化学方程式为H2(g)+CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH=-31.2 kJ·mol-1。 13.(14分)长征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质，回答下列问题： (1)已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构，则肼的结构式为　　　　。 (2)下表是常见的键能数据： 化学键 N—H N—N O==O N≡N O—H H—H 键能/ (kJ·mol-1) 386 167 498 946 460 a 已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1，则a为　　　　，肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为　　　　　　　　。 (3)火箭推进剂通常选择液态的H2O2作氧化剂，混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空，试写出该反应的化学方程式：　　　　　　　。 (4)已知每12.8 g的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，已知1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ的热量，则1 mol的液态肼发生反应生成液态水放出的热量Q=　　　　。 (5)常见的助燃剂有O2、H2O2、NO2，若消耗等物质的量的肼，消耗物质的量最多的助燃剂为　　　　，实际中火箭选择的助燃剂是NO2，主要考虑的因素可能是　　　　。 【答案】(1)　(2)426　N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-577 kJ·mol-1　(3)N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O↑　(4)816 kJ (5)H2O2　高温下比H2O2稳定，且更容易液化储存 【解析】(2)由合成氨反应N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，可得(946+3a-6×386) kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1，a=426。肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=(386×4+167+498-946-4×460) kJ·mol-1=-577 kJ·mol-1。(4)每12.8 g(0.4 mol)的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，则1 mol的液态肼生成4 mol液态水所放出的热量Q=(256×2.5+4×44) kJ=816 kJ。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章　化学反应与能量转化 第33讲　反应热　热化学方程式 【高考考向预测】 反应热包含吸热放热变化，可借助键能、物质总能量计算数值，热化学方程式需规范标注状态、焓变与系数比例关系；近三年为热化学基础必考内容，大小题型均频繁涉及；预测2027 年侧重反应热核算、方程式正误判断与书写，结合图像情境分析能量变化，联动盖斯定律综合计算焓变。 【双基自测●明考向】 1.物质发生化学变化时都伴有能量的变化(　　) 2.加热条件下发生的反应均为吸热反应(　　) 3.浓硫酸溶于水，体系的温度升高，该过程属于放热反应(　　) 4.石墨转化为金刚石需要吸收能量，所以石墨更稳定(　　) 5.由反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1可知，反应物的总能量低于生成物的总能量(　　) 【考点突破●明方向】 考点一　反应热　化学反应的焓变 1.反应热 2.内能、焓和焓变 内能(U) 体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质聚集状态的影响 焓(H) 与内能有关的物理量 焓变(ΔH) 生成物与反应物焓值差，常用单位：kJ·mol-1或kJ/mol 3.焓变与反应热的关系 等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有反应热等于反应的焓变。 注：还有电能、光能等多种形式 4.反应放热、吸热的理论分析 (1)从能量图的角度分析(宏观角度) 放热反应　　　　　吸热反应 (2)从化学键的角度分析(微观角度) 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。 (3)熟记常见的吸热反应和放热反应 ①Ba(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　⑤C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　⑩柠檬酸与碳酸氢钠的反应 其中属于放热反应的是　③⑥⑦⑧⑨　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　①②④⑤⑩　。 【考点突破●明方向】 考向一、反应过程中能量变化图像 1.臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。 (1)ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。 (2)催化反应①是　　　　(填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是　　　　反应。 (3)总反应的活化能是　　　　，催化反应①的活化能是　　　　，催化反应②对应的逆反应的活化能是　　　　　　，总反应对应的逆反应活化能为　　　　　　。 考向二、化学反应的焓变与键能的相互计算 2.根据如图数据计算反应N2(g)+H2(g)===NH3(g)的ΔH=　　　　　　 kJ·mol-1。 3.CH3—CH3(g)===CH2==CH2(g)+H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表： 化学键 C—H C==C C—C H—H 键能/ (kJ·mol-1) 414 615 347 436 则该反应的反应热为　　　　　　。 4.有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)+O2(g)===SiO2(s)　ΔH=-989.2 kJ·mol-1，则表中的x值为　　　　。 化学键 Si—O O==O Si—Si 键能/(kJ·mol-1) x 498.8 176 计算反应焓变的3种方法 (1)ΔH=生成物总焓-反应物总焓。 (2)ΔH=反应物总键能-生成物总键能。 (3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。 考点二　热化学方程式 1.热化学方程式概念 (1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 (2)意义：既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。 如2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1表示在25 ℃、101 kPa条件下，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol液态水时放出的热量为571.6 kJ。 2.热化学方程式的规范书写 (1)[2023·天津，16(3)]SO2(g)氧化生成80 g SO3(g)放出能量98.3 kJ，写出该反应的热化学方程式：　2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1　。 (2)在25 ℃和101 kPa时Na(s)与O2(g)反应生成1 mol Na2O2(s)放热510.9 kJ，写出该反应的热化学方程式：　2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)　ΔH=-510.9 kJ·mol-1　。 (3)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3(g)和H2(g)，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为　　Si(s)+3HCl(g)===SiHCl3(g)+H2(g)　ΔH=-225 kJ·mol-1　。 (4)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化的示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：　NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1　。 3.书写热化学方程式的注意事项 (1)热化学方程式区别于普通化学方程式，一般不标注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。 (2)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的“物质的量”，可以是整数，也可以是分数。 (3)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外，还要注明名称。 (4)ΔH表示反应完全进行时的热量变化，与反应是否可逆无关。 考点三　中和反应反应热的测定　燃烧热和能源 (一)中和反应反应热的测定 某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，测量中和反应的反应热的实验步骤如下： ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用； 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。用水把温度计冲洗干净，擦干备用； ③将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。 重复上述步骤，记录数据。 (二)燃烧热和能源 1.燃烧热 (1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 (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产物 元素 C H S N 指定产物 及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) [应用举例] (1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　。 (2)油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)===57CO2(g)+52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出3.8×104 kJ热量，油酸甘油酯的燃烧热为　　　　　　　　(保留两位有效数字)。 2.能源分类 1.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(　　) 2.使用氢气作燃料有助于控制温室效应(　　) 3.101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热(　　) 4.燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　) 5.空气燃料比越大，燃料燃烧越充分，则燃烧效率一定越高(　　) 6.同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(　　) 7.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1(　　) 8.已知H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则Ca(OH)2和HCl反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1(　　) 9.1 mol H2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出的热量为H2的燃烧热(　　) 【真题再现●明考向】 1.(2024·全国甲卷，7)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 2.(2025·北京，11)为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A.NaCl固体溶解是吸热过程 B.根据盖斯定律可知：a+b=4 C.根据各微粒的状态，可判断a>0，b>0 D.溶解过程的能量变化，与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关 3.(2024·天津，10改编)白磷(P4)在高温下可分解为P2，即P4(g)===2P2(g)。已知P4中P—P的键能为209 kJ·mol-1，P2中P==P的键能为523 kJ·mol-1，根据键能估算上述反应的ΔH=　　　　　　　　。 【限时训练】 （40分钟） (1~11题，每小题7分) 1.(2025·安徽二模)能源的开发与利用促进了人类发展和社会进步，下列有关能源及利用说法正确的是(　　) A.古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁，其中木炭的作用只是燃烧供热 B.《世说新语》记载“……用蜡烛作炊”，其中蜡烛的主要成分是油脂，属于天然高分子 C.植物油、煤油等都曾用于提供照明，二者组成元素相同，其中煤油主要来自煤的干馏 D.天然气不仅是一种清洁的化石燃料，还可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等 2.(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　　) A.液氮-液氢 B.液氧-液氢 C.液态NO2-肼 D.液氧-煤油 3.已知2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)为放热反应，下列对该反应的说法正确的是(　　) A.因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B.相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 C.相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的总能量 D.达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等 4.(2026·沈阳模拟)下列关于能量的说法或表示方法正确的是(　　) A.催化剂能有效降低反应的活化能，但不影响反应热 B.已知2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)　ΔH=-565.2 kJ·mol-1，则CO的燃烧热为565.2 kJ·mol-1 C.H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则相同条件下含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合后放出57.3 kJ的热量 D.某吸热反应在一定温度时能自发进行，因此该反应是熵减反应 5.如图是CO和O在钌催化剂的表面形成化学键的过程。下列说法正确的是(　　) A.CO2和CO都能与碱反应生成盐和水 B.该过程中，CO先断键成C和O C.CO与O形成化学键的过程中放出能量 D.钌催化剂降低了该反应的焓变 6.(2025·河北沧州二模)下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　) A.稀硫酸和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2反应的热化学方程式：H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 B.CO的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1，则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=-566.0 kJ·mol-1 C.铁粉与硫粉需要加热才能发生反应，则此反应是吸热反应 D.已知FeO(s)+C(s)===CO(g)+Fe(s)　ΔH>0则该反应高温下为自发过程，低温下为非自发过程 7.借助盐酸与NaOH溶液反应，用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法正确的是(　　) A.所需的仪器有烧杯、温度计、铜质搅拌器、量筒 B.为了保证完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热ΔH偏小 D.溶液混合后，直至温度长时间不再改变时，可开始测量并记录反应后体系的温度 8.(2024·海南，8)已知298 K，101 kPa时，2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1，H2的临界温度(能够液化的最高温度)为32.98 K，下列说法错误的是(　　) A.氢气燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1 B.题述条件下，2 mol H2和1 mol O2在燃料电池中完全反应，电功+放热量=571.6 kJ C.氢能利用的关键技术在于安全储存与运输 D.不同电极材料电解水所需电压不同，产生2 g H2(g)消耗的电功相同 9.丙烷与溴原子能发生以下两种反应： ①CH3CH2CH3(g)+Br·(g)—→CH3CH2CH2·(g)+HBr(g) ②CH3CH2CH3(g)+Br·(g)—→CH3HCH3(g)+HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.反应①与②均为吸热反应 B.反应②使用了催化剂 C.产物中CH3CH2CH3·(g)的含量比CH3HCH3(g)低 D.CH3CH2CH2·(g)转变为CH3HCH3(g)放出热量 10.(2022·浙江6月选考，18)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 11.下列示意图表示正确的是(　　) A.甲图表示反应Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=+26.7 kJ·mo1-1的能量变化 B.乙图表示碳的燃烧热 C.丙图表示实验的环境温度为20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1+V2=60 mL) D.已知稳定性顺序：B<A<C，反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图 12.(9分)依据反应事实书写热化学方程式。 (1)在1 L密闭容器中，4 mol氨气在一定条件下分解生成氮气和氢气。2 min时反应吸收热量为46.1 kJ，此时氨气的转化率为25%。该反应的热化学方程式为　　　　　　　。 (2)化学反应N2+3H2⥫⥬2NH3的能量变化如图所示(假设该反应完全反应)。 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：　　　　　　　。 (3)钌(Ru)及其化合物在合成工业上有广泛用途，如图是用钌基催化剂催化合成甲酸的过程。每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量。 根据图示写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　。 13.(14分)长征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4与NH3有相似的化学性质，回答下列问题： (1)已知肼分子中所有原子最外层都满足稀有气体原子结构，则肼的结构式为　　　　。 (2)下表是常见的键能数据： 化学键 N—H N—N O==O N≡N O—H H—H 键能/ (kJ·mol-1) 386 167 498 946 460 a 已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) ⥫⥬2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1，则a为　　　　，肼蒸气在O2(g)中燃烧生成N2(g)与H2O(g)时的热化学方程式为　　　　　　　　。 (3)火箭推进剂通常选择液态的H2O2作氧化剂，混合后会产生大量的气体从而推动火箭升空，试写出该反应的化学方程式：　　　　　　　。 (4)已知每12.8 g的液态肼与足量的液态过氧化氢反应生成气态产物时放出热量256 kJ，已知1 mol液态水转化为水蒸气需要吸收44 kJ的热量，则1 mol的液态肼发生反应生成液态水放出的热量Q=　　　　。 (5)常见的助燃剂有O2、H2O2、NO2，若消耗等物质的量的肼，消耗物质的量最多的助燃剂为　　　　，实际中火箭选择的助燃剂是NO2，主要考虑的因素可能是　　　　。 学科网（北京）股份有限公司 $