1.1 化学反应的热效应 第2课时（讲义）化学鲁科版选择性必修1

本讲义聚焦高中化学“化学反应的内能变化与焓变”核心知识点，先梳理内能的概念及影响因素，明确内能变化（ΔU=Q+W）与反应热的关系，再过渡到焓变概念及恒压下焓变等于反应热（ΔH=Qp），通过拓展内容将焓变与化学键键能、物质能量变化相联系，构建从基础概念到微观解释再到定量计算的学习支架。 该资料采用“知识点-随学随练-拓展-题型示例”分层设计，通过键能计算焓变、能量图像分析等培养科学思维，结合亚运会零碳甲醇、火箭燃料等实际情境题渗透科学态度与责任。课中辅助教师突破重难点，课后学生可通过基础通关、素养提升练习查漏补缺，强化知识应用能力。

第一章 化学反应与能量转化 第一节 化学反应的热效应 第2课时 化学反应的内能变化与焓变 课标要点 1.认识内能、焓、焓变的含义，了解影响内能与焓的因素，掌握 ΔU、ΔH 表达式。 2.理清内能变化与反应热的关系，理解恒温恒压条件下焓变等于反应热。 3.能依据 ΔH 正负判断吸热、放热反应，初步建立化学反应能量变化的定量认知 学习重难点 重点： 1.内能变化、焓变的概念，焓变的符号、单位与计算公式。 2.等压条件下焓变与反应热的对应关系。 3.根据反应物、生成物总焓相对大小区分吸热、放热反应。 难点： 1.辨析内能与焓两个抽象物理量的联系与区别。 2.准确理解 ΔU=Q+W 关系式，区分热和功的能量传递形式。 3.理解条件限制，厘清 ΔH=Qₚ成立的前提条件，规避概念误区 知识点 化学反应的内能变化 1．内能 (1)概念：体系内物质所含各种微观粒子能量总和。内能表示符号为U。 (2)影响因素：物质的种类、数量及聚集状态、体系的温度、压强等。 2．化学反应中内能的变化 (1)内能变化：△U=△U=U(反应产物)－U(反应物)。△U＞0，表示反应吸收能量；△U＜0，表示反应释放能量。 (2)化学反应中内能的变化△U与反应热Q的关系 ①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是热和功，根据能量守恒定律，△U=Q＋W； ②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功，ΔU＝Q。 (3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系 如果△U＞0(反应后体系的内能增加)，则Q＞0，反应吸热； 如果△U＜0(反应后体系的内能减少)，则Q＜0，反应放热。 特别提醒 1体系与环境之间能量的交换有两种形式：热和功。由于体系与环境的温度不同而在体系与环境之间交换的能量称为热，用符号 Q 表示；并且约定，体系吸热时Q取正值，体系放热时Q取负值。除热能外，体系与环境之间交换的其他形式的能（如电能、光能、机械能等）都称为功，用符号W表示；并且约定，环境对体系做功时W取正值，体系对环境做功时W取负值。 在一定的环境压强下，当体系的体积发生变化时，环境对体系（或体系对环境）做的功称为体积功。 随学随练 1．下列说法中正确的是 A．化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等 B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．化学反应中的能量变化可以表现为热能、光能、电能等多种形式，A正确； B．能量守恒定律是自然界的基本定律，化学反应中的能量变化必须遵循该定律，B错误； C．化学反应总是伴随能量变化（放热或吸热），反应物的总能量与生成物的总能量不可能相同，C错误； D．在放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，但在吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，D错误； 故答案选A。 2．下列说法正确的是 ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应； ②伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化； ③一个化学反应是放热反应还是吸热反应，需要看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小； ④化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因； ⑤葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能。 A．①②③④ B．②③④⑤ C．②③④ D．③④ 【答案】D 【详解】①化学反应放热或者吸热与反应条件无关，如Na的燃烧是一个放热反应，但需要加热，故①错误； ②物理变化时有可能存在能量变化，如冰熔化会吸热、氢氧化钠溶于水放热，故②错误； ③放热反应是指：反应物所具有的总能量高于生成的总能量，在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，反之，就是吸热反应，故③正确； ④因化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，故④正确； ⑤葡萄糖在人体内缓慢氧化时提供给人体所需的能量，故是将化学能转化为热能，故⑤错误； 故选：D。 知识点 化学反应的焓变 1．焓 (1)概念：焓是一种“物理量”，用它的变化来描述等压反应的反应热。 (2)单位：kJ/mol或 J/mol。 (3)影响因素：取决于物质的物质的种类、数量、聚集状态并受温度、压强等因素的影响。 2．反应焓变 (1)概念：反应产物的焓与反应物的焓之差。 (2)表达式：ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)，单位是kJ·mol－1。 3.反应焓变与反应热的关系： 对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化，则反应热Qp与焓变ΔH的关系是ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)＝Qp。 4.反应焓变与吸热反应和放热反应的关系 如图 1-1-3 所示，如果 ΔH > 0，即反应产物的焓大于反应物的焓，反应为吸热反应；若 ΔH < 0，即反应产物的焓小于反应物的焓，反应为放热反应。 【特别提醒】 1.焓是物质固有的属性，是不能测量的，但焓变是可测量的。 2.在恒压条件下，化学反应的焓变在数值上等于化学反应的反应热。 3.焓变是一个与内能变化量有关的物理量，决定了化学反应是吸热反应还是放热反应。 随学随练 1．下列说法正确的是 A．吸热反应一定需要加热才能发生 B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  <0，可知H2和O2的能量之和大于H2O的能量 C．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 【答案】D 【详解】A．部分吸热反应无需加热即可发生，例如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应在常温下就能进行，A错误； B．反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  <0，说明2 mol气态H2和1 mol气态O2的总能量大于2 mol气态H2O的总能量，选项未指明物质的量和聚集状态，B错误； C．焓变是恒温恒压条件下化学反应过程中吸收或释放的热量，其数值与参与反应的物质的量有关，并非一定对应1 mol物质的能量变化，C错误； D．化学反应一定伴随能量变化，要么吸热要么放热，因此确定的化学反应中反应物总焓与生成物总焓一定不同，D正确； 故答案选D。 2．下列关于反应热和焓变的理解中不正确的是 A．物质发生化学反应或物质的聚集状态发生变化时，焓都会发生变化 B．吸热反应的焓变可用上图表示 C．一个化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差决定 D．在可逆反应中，正反应焓变与逆反应焓变相等 【答案】D 【详解】A．焓是与物质内能有关的物理量，化学反应会改变物质内能，物质聚集状态变化也会改变内能，因此焓都会发生变化，A正确； B．图中生成物总焓高于反应物总焓，，对应吸热反应的焓变特征，B正确； C．焓变，反应是吸热还是放热，本质由生成物和反应物的焓值差决定，C正确； D．可逆反应中，正反应焓变与逆反应焓变绝对值相等、符号相反，焓变不相等，D错误； 故选D。 拓展 焓变与化学键的关系 一.焓变与物质能量变化的关系 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量 反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量 表示 方法 ΔH<0 ΔH>0 图示 实例 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183.0 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1　 二．焓变与化学键、物质能量之间的关系 1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量转化关系如图所示： 【问题探究】 1．断裂1 mol H2分子和1 mol Cl2分子中的化学键吸收的能量是多少？ 【解答】436 kJ·mol－1×1 mol＋243 kJ·mol－1×1 mol＝679 kJ。 2．由H原子形成1 mol H—H所放出的能量是多少？ 【解答】由H原子形成1 mol H—H所放出的能量等于断裂1 mol H—H吸收的能量，即436 kJ。 3．该反应是吸热反应还是放热反应？(通过计算回答) 【解答】ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1<0，故该反应为放热反应。 活学活用 1．在标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示： 化学键 键能 347.7 436 615.0 414 431 注：乙烯结构如图： 下列说法正确的是 A．稳定性： B．上表数据可计算甲烷与氯气发生一氯代反应的焓变 C．   D．   【答案】C 【详解】A．化学键的键焓越大，化学键越稳定，由表格可知，键焓：C-C（347.7 kJ/mol）<C-H（414 kJ/mol）<H-H（436 kJ/mol），故稳定性：C-C<C-H<H-H，A错误； B．甲烷和氯气发生一氯代反应为：，该反应断裂1 mol C-H键和1 mol Cl-Cl键，生成1 mol C-Cl键和1 mol H-Cl键，题中表格给出了C-H、H-Cl键的键能，缺少C-Cl和Cl-Cl键的键能，故无法计算该反应的焓变，B错误； C．对于反应，反应物的总键能为，生成物的总键能为，反应的焓变=断裂化学键的键焓总和-形成化学键的键焓总和，即，C正确； D．热化学方程式书写时一定要注明物质的状态，由C项分析可知，该反应为放热反应，焓变为负值，D错误； 故选C。 2．化学反应伴随着能量变化，下列说法正确的是 A．图1可表示与稀硫酸反应 B．图2反应中断裂化学键释放的总能量小于形成化学键吸收的总能量 C．图3转化的，说明更稳定 D．图4过程中温度升高，为放热反应 【答案】A 【详解】A．图1显示反应物总能量高于生成物总能量，对应放热反应。与稀硫酸的酸碱中和反应属于放热反应，能量变化与图1一致，A正确； B．化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会释放能量；图2中反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，说明断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，选项概念、结论均错误，B错误； C．M转化为的，说明该反应吸热，的能量高于；能量越高物质越不稳定，因此更稳定，C错误； D．浓硫酸稀释放热使温度升高，但该过程是物理变化，不属于化学反应，不能称为放热反应，D错误； 故选A。 题型 反应热与能量微观解释 ▌例1 一定条件下，1 mol白磷()完全转化为红磷(P)，释放的能量为29.2 kJ，反应过程的能量变化图如下图，在该条件下，下列说法错误的是 A．红磷比白磷稳定 B．该转化属于化学变化 C．等质量的白磷和红磷在氧气中完全燃烧，红磷释放的能量更多 D．31 g白磷()完全转化为红磷(P)，释放的能量为7.3 kJ 【答案】C 【详解】A．物质具有的能量越低，其稳定性越高。图中显示红磷能量低于白磷，说明红磷是更稳定的物质，故A正确； B．白磷和红磷是磷元素的不同单质（同素异形体），它们之间的转化生成了新物质，属于化学变化，故B正确； C．等质量的白磷和红磷完全燃烧，均生成P4O10，由于白磷的能量更高，其燃烧反应的“反应物总能量”更高，因此燃烧时放出的热量更多，故C错误； D．白磷的摩尔质量为124g/mol，31g白磷的物质的量为=0.25mol，根据题干，1molP4转化放热29.2kJ，则0.25molP4转化放热为0.25×29.2kJ=7.3kJ，故D正确； 故答案为C。 解题贴士 反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，表明为吸热反应。反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，表明为放热反应。 ▌对点练1-1 软脂酸是脂肪水解的产物之一，其燃烧的热化学方程式如下：  下列叙述正确的是 A．固态软脂酸的燃烧热 B．其他不变，若水为气态，则 C．上述反应是焓增反应 D．焓变单位中“”表示1 mol软脂酸 【答案】A 【详解】A．燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量，题目信息符合燃烧热的定义，A项正确； B．水由气态液化变为液态放出热量，则其他条件不变，水为气态，反应放出的热量减少，但由于，所以反应的，B项错误； C．燃烧反应放出热量，属于焓减反应，C项错误； D．焓变单位中的“mol⁻¹”是指“每摩尔反应”，而不是1摩尔物质，D项错误； 故答案选A。 ▌对点练1-2 下列关于反应焓变的说法正确的是 A．  ，说明SO2的焓大于SO3的焓 B．  ，说明石墨比金刚石更稳定 C．无水硫酸铜溶于水的过程中，破坏了离子键，需要吸收热量，所以该过程属于吸热反应 D．N2中含有氮氮三键，断裂该化学键需要很多的热量，所以氮气参与的反应都是吸热反应 【答案】B 【详解】A．ΔH=生成物焓-反应物焓＜0，说明生成物总焓低于反应物总焓（2SO3的焓低于2SO2和O2的总焓），但无法直接得出SO2的焓大于SO3的焓，因未考虑O2的焓，A错误； B．ΔH＞0表示石墨转化为金刚石吸热，说明金刚石焓更高，而焓低的物质更稳定，故石墨比金刚石稳定，B正确； C．无水硫酸铜溶解时破坏离子键吸热，但水合过程放热，整体过程放热，并且溶解过程并未发生化学反应，C错误； D．断裂N≡N键需吸热，但反应总焓变取决于键断裂与形成的能量差，如合成氨反应ΔH＜0，故氮气参与的反应不全是吸热，D错误； 故选B。 题型 焓变与化学键的关系 ▌例2 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A可实现氯的循环利用。 反应A： 已知：ⅰ．此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。 ⅱ． (1)写出此条件下，反应A的热化学方程式_____________________________。 (2)断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为__________kJ。 【答案】(1) (2)31.9 【详解】（1）在400℃下，4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的热量，因此该反应的焓变，在此温度条件下，反应物和生成物均处于气态，则该反应的热化学方程式为：； （2）设断开1 mol H—Cl键所需能量为，断开1 mol H—O键所需能量为。根据热化学方程式和已知键能数据列式：， 代入具体数值： ，解得：。因此断开1mol H—O键与断开1mol H—Cl键所需能量相差约为31.9 kJ。 解题贴士 ΔH = 反应物总键能−生成物总键能，牢记计算顺序不可颠倒。审题先区分物质结构，准确数清分子内化学键数目，如 1mol H₂O 含2mol H—O 键。看清物质计量数，多分子反应需同步放大键能总量。依据 ΔH 正负判断吸放热，结果大于零为吸热，小于零为放热。做题规避易错点：单质、化合物化学键种类勿混淆，不忽略分子中隐藏化学键；区分键能计算（微观）与总能量高低（宏观）两类题型，不可混用公式。看清单位统一为 kJ・mol⁻¹，最后验算键的总数，避免计数失误。 ▌对点练2-1一定温度下，发生反应：  ，反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应物的总能量比反应产物的总能量高180 kJ B．反应的 C．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量 D．反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量低 【答案】C 【详解】A．由能量变化图可知，反应物总能量低于生成物总能量，反应物总能量比反应产物总能量低180 kJ，A错误； B．反应为吸热反应，，B错误； C．反应焓变反应物总键能生成物总键能，该反应，因此破坏反应物中化学键所需的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量，C正确； D．由可知反应物总键能大于生成物总键能，即反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高，D错误； 故答案选C。 ▌对点练2-2在常温常压下，正丁烷转化成异丁烷的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该转化过程属于吸热反应 B．正丁烷比异丁烷更稳定 C．转化过程中只有非极性键的断裂和形成 D．由图中数据可知：当正丁烷完全转化成异丁烷时，理论上热量变化 【答案】D 【详解】A．由图可知，反应物的相对能量为-125 kJ/mol，生成物的相对能量为-132 kJ/mol，反应物的能量大于生成物的能量，因此该反应为放热反应，A错误； B．由图可知，反应物正丁烷的能量大于生成物异丁烷的能量，能量越低越稳定，因此异丁烷比正丁烷更稳定，B错误； C．烷烃的转化过程涉及C-C非极性键和C-H极性键的断裂和形成，C错误； D．由图中可知，该反应的 kJ/mol，因此正丁烷完全转化成异丁烷时，放出的热量为14 kJ，理论上热量变化，D正确； 故答案为D。 题型 焓变与能量关系图像分析 ▌例3反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开能放出能量 B．该反应属于放热反应 C．1mol完全分解生成 D．该反应的热化学方程式为：   【答案】B 【详解】A．断开化学键的过程需要吸收能量，形成化学键才会放出能量，A错误； B．由能量图可知，反应物的总能量高于生成物​的总能量，因此该反应属于放热反应，B正确； C．只有在标准状况下，完全分解生成的​体积才是，题干未说明气体所处状况，无法确定体积，C错误； D．生成物总能量反应物总能量，该反应放热，因此。对于反应，，D错误； 答案选B。 解题贴士 做能量图像题先分清纵坐标为总能量，横坐标为反应历程。反应物总能量高于生成物为放热，ΔH＜0，反之吸热 ΔH＞0。图像峰值代表活化能，差值对应反应焓变。可逆反应需区分正、逆反应活化能，焓变等于正逆活化能差值。看清物质聚集状态，状态不同能量高低不同。切勿混淆键能图像与总能量图像，看清标注物质，计算 ΔH 时准确读取能量差值，注意正负符号书写规范。 ▌对点练3-1 丙烷也能与氯气发生反应，其反应过程中链传递的一步反应能量变化如下图所示。 则断裂中键比断裂中所需能量 A．大 B．小 C．无法比较 D．相等 【答案】A 【详解】从能量图可知：两种路径的反应物总能量相同；断裂端基中C-H键得到的产物总能量，高于断裂中间中C-H键得到的产物总能量。该步反应中，两种路径均只断裂1mol C-H键、生成1mol H-Cl键，H-Cl键的成键放热量相同。根据能量关系： ，变形得：，由于、都相同，因此产物能量越高，断裂对应C-H键所需能量越大。因此断裂中1mol C-H键比断裂中1mol C-H键所需能量更大，选A。 ▌对点练3-2 下列说法正确的是 A．由图1可得，和完全反应生成放出的能量为 B．图2可表示氢氧化钡与氯化铵反应的能量变化 C．利用图3的装置可以测定中和反应的反应热 D．由图4可以写出的热化学方程式： 【答案】B 【详解】A．反应热反应物断键吸收能量-生成物成键放出能量，和完全反应生成的焓变为，为吸热反应而非放出能量，A错误； B．反应物总能量低生成物总能量高，氢氧化钡与氯化铵为吸热反应，符合图2能量变化特征，B正确； C．中和热测定需玻璃搅拌器使反应均匀、热量充分释放，图中未显示搅拌装置，C错误； D．热化学方程式必须标注各物质聚集状态，D错误； 答案选B。 基础通关 1．杭州第19届亚运会采用零碳甲醇()作为主火炬燃料，碳循环过程如图所示。下列说法不正确的是 A．甲醇充分燃烧排放清洁产物 B．过程①存在C=O的断裂 C．过程②发生了吸热反应 D．该循环有利于实现碳中和 【答案】C 【详解】A．甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水，二者均为清洁无污染的产物，A正确； B．过程①为转化为甲醇，中含有C=O双键，甲醇中不含C=O双键，因此反应过程中存在C=O的断裂，B正确； C．过程②为甲醇的燃烧反应，燃烧反应均属于放热反应，不是吸热反应，C错误； D．该循环实现了的回收及循环利用，可减少额外碳排放，有利于实现碳中和，D正确； 故选C。 2．下列变化过程中的是 A．电解得到Al和 B．HCl分解为和 C．镁与稀盐酸反应 D．液体水的汽化 【答案】C 【详解】A．电解制备需要持续吸收能量，属于吸热反应，，A错误； B．HCl分解为和属于分解反应，为吸热反应，，B错误； C．镁与稀盐酸反应是活泼金属与酸的置换反应，反应过程释放热量，，C正确； D．液体水汽化是液态水变为气态水的物理过程，需要吸收热量，，D错误； 故选C。 3．中国古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是 A．苏轼《石炭并引》“投泥泼水愈光明”，涉及了碳与水蒸气的反应为吸热反应 B．于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的煅烧石灰石是放热反应 C．曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的能量变化只有化学能转化为热能 D．“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，水的能量更低 【答案】A 【详解】A．碳与水蒸气在高温下生成CO和H2的反应是吸热反应，A正确； B．煅烧石灰石（CaCO3分解为CaO和CO2）是吸热反应，B错误； C．燃烧伴随着剧烈的发光发热现象，化学能转化为热能和光能，并非只有热能，C错误； D．冰转化为水吸热，说明等质量的水和冰相比，水的能量更高，D错误； 故选A。 4．利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图，下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．燃烧时，仅发生极性键的断裂 C．过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能 D．反应Ⅰ的热化学方程式为   【答案】D 【分析】由图可知，反应Ⅰ的热化学方程式为，反应Ⅱ的热化学方程式为。 【详解】A．反应Ⅱ为燃料（如）的燃烧反应，燃烧反应均为放热反应，故，A正确； B．中仅含极性键，因此燃烧时，仅发生极性键的断裂，B正确； C．过程Ⅰ利用太阳能将转化为等燃料，能量转化形式为太阳能转化为化学能，C正确； D．反应Ⅰ中在太阳能作用下生成，方程式配平正确，但热化学方程式中不仅要体现物质的变化，还要体现物质的状态，题目中未标注物质的状态，D错误； 故答案选D。 5．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．表示甲烷的燃烧热：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol B．已知稀盐酸和稀NaOH 溶液反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol，则H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应生成1mol H2O 时放出57.3 kJ的热量 C．已知氢气和氯气在混合光照时发生爆炸，而点燃时能安静燃烧，说明Cl2(g)+ H2(g)2HCl(g) 的反应条件不同，ΔH不同 D．2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2 【答案】A 【详解】A．燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定氧化物所放出的热量，甲烷生成CO2气体和液态水符合定义，A正确； B．H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，额外释放生成沉淀的热量，放出的热量大于57.3 kJ，B错误； C．仅与反应的始态和终态有关，与反应条件无关，光照或点燃不影响，C错误； D．完全燃烧（生成CO2）放热更多，更小（反应为放热反应为负值），故，D错误； 故答案选A。 6．可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：  。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是 A．Y为反应物HCl，W为生成物 B．反应制得1 mol ，须投入2 mol CuO C．改变催化剂种类，发生变化 D．图中涉及的反应有3个属于氧化还原反应 【答案】A 【分析】由原子守恒以及元素化合价变化和总反应方程式中涉及的物质，知Z为氧气，X为氯气，W为水，Y为氯化氢。 【详解】A．由总反应产物为Cl2和H2O及机理图可知，W是最终生成的产物，应为H2O；Y参与反应生成中间产物Cu(OH)Cl，且总反应反应物为HCl和O2，Y需提供H和Cl，故Y为HCl，A正确； B．CuO为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，无需按生成Cl2的量投入，B错误； C．ΔH由反应物和生成物的总能量决定，与催化剂种类无关，C错误； D．机理中涉及的氧化还原反应有CuCl2→Cl2+CuCl、CuCl+O2→Cu2OCl2，只有2个，D错误； 故选A。 7．下列说法不正确的是 A．浓H2SO4稀释是放热过程 B．石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定 C．热化学方程式中的与反应是否可逆无关 D．吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于产物形成化学键放出的总能量 【答案】B 【详解】A．浓硫酸稀释时会释放大量热量，A项正确； B．石墨转变为金刚石吸热，说明金刚石能量更高，稳定性更差，故石墨更稳定，B项错误； C．ΔH表示的是反应完全进行的焓变，与实际是否可逆无关，C项正确； D．吸热反应中，反应物断键吸收的总能量高于产物成键释放的总能量，D项正确； 故选B。 8．金刚石和石墨在氧气不足时燃烧均生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。回答下列问题： (1)金刚石和石墨互为______，石墨转化为金刚石的热化学方程式为____________。 (2)表示石墨燃烧热的热化学方程式为____________。 (3)1mol金刚石与石墨的混合物在足量氧气中充分燃烧，共放出394.5kJ的热量，则金刚石与石墨的物质的量之比为______。 科学家首次用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： (4)三种状态的稳定性由大到小的顺序为_______。 (5)催化剂对于该反应的焓变______(填“有”或“无”)影响。 (6)由状态Ⅰ→状态Ⅲ______(填“吸收”或“放出”)能量。 【答案】(1) 同素异形体 C(s，石墨)=C(s，金刚石)  △H=+1.5kJ/mol (2)C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol (3)2：1 (4)状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ (5)无 (6)放出 【详解】（1）金刚石和石墨都是由碳元素组成而性质不同的单质，互为同素异形体；石墨转化为金刚石的反应热为+(395-283.0-110.5)kJ/mol=+1.5 kJ/mol，因此石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(s，石墨)=C(s，金刚石)  △H=+1.5kJ/mol。 （2）1mol石墨完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量数值等于燃烧热，表示石墨燃烧热的热化学方程式为：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol。 （3）由图可知，1mol金刚石完全燃烧放出395kJ的热量，设1mol混合物中含有金刚石物质的量为xmol，石墨的物质的量为(1-x)mol，则有：395x+393.5(1-x)=394.5，解得x=，1-x= ，所以金刚石与石墨的物质的量之比为2∶1。 （4）能量越低越稳定，结合题图可知，三种状态的稳定性由大到小的顺序为：状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ。 （5）催化剂可以改变反应历程，降低活化能，但不会改变反应的焓变，则催化剂对于该反应的焓变无影响。 （6）状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ，由状态Ⅰ→状态Ⅲ放出能量。 9．合成氨的热化学方程式为：  ，下列有关叙述错误的是 A．将与置于密闭容器中充分反应后放出热量为 B．生成时放出的热量 C．形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．合成氨是可逆反应，反应不可能完全，将与无法完全反应，实际放出的热量小于92.4 kJ，A错误； B．反应放出的热量与化学反应方程式的计量数成正比，生成时放出92.4 kJ的热量，则生成时放出46.2 kJ的热量，B正确； C．放热反应中，成键释放的能量大于断键吸收的能量，C正确； D．放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，D正确； 故选A。 10．已知、的转化过程中存在如图所示关系：下列说法正确的是 A．   B．的正反应活化能比逆反应活化能小 C．  ， D．固体溶解在水中属于吸热反应 【答案】A 【详解】A．由图示： ①2NaHCO3(s)=2NaHCO3(aq)  ΔH1=+37.6 kJ·mol⁻¹) ②Na2CO3(s)=Na2CO3 (aq)  ΔH2=-16.4 kJ·mol⁻¹) ③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)   ΔH3=+92.3 kJ·mol⁻¹)、 据盖斯定律，-①+②+③得反应，则ΔH4=-(+37.6) kJ·mol⁻¹+92.3 kJ·mol⁻¹+(-16.4 kJ·mol⁻¹)=+38.3 kJ·mol⁻¹，A正确； B．反应焓变为正反应活化能减去逆反应活化能，反应焓变大于0，为吸热反应，则正反应活化能比逆反应大92.3 kJ·mol⁻¹，B错误； C．ΔH3对应生成H2O(l)，ΔH5对应生成H2O(g)，H2O(l)→H2O(g)吸热，故ΔH5=ΔH3+ΔH(汽化)>ΔH3，C错误； D．NaHCO3固体溶解是物理过程，不是化学反应，“吸热反应”说法错误，D错误； 故选A。 素养提升 11．下列选项正确的是 A．图①可表示    的能量变化 B．若：    则结合图像②可推知 C．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、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示（已知V1+V2=60 mL） D．已知稳定性：B＜A＜C，某反应由两步构成：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 【答案】D 【详解】A．图中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=+26.7kJ·mol-1为吸热反应，与图示不符，A错误； B．图②表示2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH（放热，ΔH<0），C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1（放热，ΔH1<0）。碳完全燃烧放热更多，因焓变为负，故ΔH>2ΔH1，B错误； C．H2SO4与NaOH反应，恰好中和时H+与OH-物质的量相等，即2V1=V2（V1为H2SO4体积，V2为NaOH体积），结合V1+V2=60mL，得V2=40mL（NaOH体积）时放热最多、温度最高。图③中最高温度点对应NaOH体积为20mL，未达恰好中和，C错误； D．物质稳定性越高能量越低，稳定性B<A<C，则能量B>A>C。图④中能量顺序为B>A>C（A→B能量升高，B→C能量降低至C<A），与稳定性顺序一致，D正确； 故选D。 12．下列说法错误的是 A．同温同压下，在光照和点燃条件下的相同 B．已知、条件下：  ，  ，则可推出比稳定 C．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为   D．已知、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，当的转化率为时，放热，则热化学方程式为   【答案】B 【详解】A．ΔH的大小与反应条件无关，只与反应物和生成物的状态有关，因此光照和点燃条件下的ΔH相同，A正确； B．ΔH更小说明反应放热更多，但比较O2和O3的稳定性需看分解反应的ΔH。若2O3→3O2放热，则O2更稳定。根据题中数据，O3作为氧化剂时反应放热更多，说明O2比O3稳定，B错误； C．燃烧热要求生成液态水，该方程式符合燃烧热定义，C正确； D．根据转化率计算，当的转化率为时，0.2mol N2反应放热18.48kJ，则1mol N2对应ΔH=-92.4kJ·mol⁻¹，热化学方程式正确，D正确； 故选B。 13．某种含二价铜的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图1所示，反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图2所示。下列说法中正确的是 A．该脱硝过程总反应的 B．由状态④到状态⑤发生了氧化还原反应 C．总反应的化学方程式为 D．依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性降低 【答案】B 【详解】A．根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变，A错误； B．由图1可知，状态④到状态⑤中O的化合价发生变化，发生了氧化还原反应，B正确； C．由图1知，该过程反应物有：、、，生成物有、，依据参数配平反应为：，C错误； D．物质能量越低越稳定，依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性升高，D错误； 故答案为：B。 14．N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。 下列说法不正确的是 A．N≡N键的键能大于O=O键的键能 B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．生成NO反应的热化学方程式为：N2(g) + O2(g) = 2NO(g)  ΔH = +180 kJ/mol 【答案】B 【详解】A．由图可知，N≡N键键能大于O=O键，A正确； B．2 mol NO的总键能为1264  kJ，则NO键能为632  kJ/mol，B错误； C．由键能数据计算可知，生成 2 mol NO时为吸热180  kJ，则产物具有的总能量高于反应物所具有的总能量，C正确； D．反应吸收能量为1444  kJ，放出能量为1264  kJ，故反应吸热180  kJ，D正确； 故答案为B。 15．化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．光照和点燃条件下的反应热相同 B．2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量 C．热化学方程式：   D．键的键能为 【答案】D 【详解】A．反应热效应只与反应的始态和终态有关，与反应途径和反应条件无关，因此该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的，A正确； B．气态氢原子形成氢气分子时形成化学键，形成化学键释放能量，因此2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量，B正确； C．由图可知1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出(862-679) kJ=183 kJ能量，因此氢气与氯气反应的热化学方程式为H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH = -183 kJ⋅mol−1，C正确； D．由图可知2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放 862 kJ能量，所以键的键能为431 kJ⋅mol−1，D错误； 故答案选D。 迁移创新 16．下列图像均表示化学反应中的能量变化，其中描述正确的是 A．图甲可以表示反应的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断 D．图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量低于形成生成物中化学键所释放的总能量 【答案】C 【详解】A．反应为吸热反应，图像描述的是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，A错误； B．图乙中金刚石能量高于石墨，物质能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，B错误； C．由图可知，气态A转化为液态B的反应，气态B的能量高于液态B，则，C正确； D．由图可知，该反应为吸热反应，则断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量，D错误； 故选C。 17．化学变化中均存在物质变化与能量变化。 回答下列问题： (1)下列化学反应中的能量变化关系与图①相符合的是_______(填序号)。 A． B． C． D． (2)的反应过程如图②所示。若和充分反应，则反应物中旧键断裂吸收_______能量，该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应，释放或吸收的热量为_______。 (3)适量在中完全燃烧，生成，放出的热量。则表示的燃烧热的热化学方程式为_______。 (4)火箭发射时可以用肼(，液态)作燃料，作氧化剂，二者反应生成和水蒸气。已知：①  ； ②  。则(l)与(g)反应的热化学方程式为_______。 (5)用如图所示的装置测定中和反应反应热。 ①从实验装置上看，还缺少的仪器是_______(填名称)。 ②将的盐酸和溶液混合，测得中和热的数值偏低，可能的原因_______(填字母)。 A．溶液一次性迅速倒入            B．做本实验的当天室温较高 C．在量取盐酸体积时俯视读数            D．实验装置保温隔热效果差 【答案】(1)BD (2) 679 放热 183 (3)(l) (4) (5) 玻璃搅拌器 CD 【详解】（1）图①中反应物的能量低于生成物的能量，故为吸热反应。 A．属于燃烧反应，是放热反应，A不符合题意； B．，是化合反应，属于吸热反应，B符合题意； C．    是金属单质与酸的置换反应，属于常见的放热反应，C不符合题意； D．是分解反应，是常见的吸热反应，D符合题意； 故选BD。 （2）图②中断裂1 molH-H键需要436 kJ能量，断裂1 molCl-Cl键需要243 kJ能量，故和充分反应，则反应物中旧键断裂吸收436+243=679 kJ能量。 根据图②，形成2 mol HCl放出能量为，则断键吸收的能量小于成键放出的能量，该反应为放热反应。释放的热量=862-679=183 kJ。 （3）燃烧热指的是1 mol燃料完全燃烧生成稳定物质时放出的热量。根据在中完全燃烧，生成，放出的热量写出热方程式：。的燃烧热的热化学方程式为。 （4）(l)与(g)反应的方程式为，根据盖斯定律可计算该方程式的焓变=2②-①=。故(l)与(g)反应的热化学方程式为 。 （5）①从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，用于加快中和反应速率。 ②A．溶液一次性迅速倒入，可以让反应迅速进行，使实验结果更准确，A不符合题意； B．当天室温与实验结果无关，B不符合题意； C．在量取盐酸体积时俯视读数，使量取的盐酸体积偏低，该实验盐酸少导致温度测出的偏低，结果测得中和热数值偏低，C符合题意； D．实验装置保温隔热效果差，中和反应产生的热无法全部被温度计测量出温度，则中和热的数值偏低，D符合题意； 故选CD。 18．2030年前实现碳达峰的承诺，体现了中国的大国风范。天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。 I．甲烷和二氧化碳重整制合成气的研究是实现碳达峰的手段之一、甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应为： CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)   副反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)   副反应II：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   (1)已知：部分化学键键能数据如下表(1 mol CO中含有1 mol C≡O键)。              化学键 C-H C=O H-H C≡O 键能/() 413 745 436 1011 则___________，___________。 (2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。热化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g) + 4 H2O(g)  =-644.25 kJ/mol。 又已知H2O(l)=H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol。则64g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．某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将50 mL 0.5的盐酸与50 mL 0.55的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题： (3)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是___________。 (4)实验数据如表所示：请填写表格中的空白： 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 20.2 20.3 23.7 3.40℃ 2 20.3 20.5 23.8 3 21.5 21.6 24.9 4 21.2 21.4 26.3 根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热___________[计算结果保留三位有效数字，所用盐酸和NaOH溶液的密度按1计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J/(g·℃)计算]。 (5)简易量热计如果不盖杯盖，生成1 mol(l)时所测得中和热将___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，实验中改用80 mL 0.50的盐酸和80 mL 0.55的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，二者所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”)。 【答案】(1) (2) (3)环形玻璃搅拌棒 (4) (5) 偏大 不相等 【分析】此题考查的三种计算方法，一是反应物的总键能减去生成物的总键能，二是盖斯定律，三是；还涉及到中和热测定的实验，包括实验仪器、数据处理以及误差分析。 【详解】（1）根据反应物的总键能减去生成物的总键能计算，；根据盖斯定律计算，； （2）由方程N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) 和H2O(l)=H2O(g)相结合，可得液态肼与液态双氧水反应生成液态水时的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)，64 g 液态肼的物质的量为2 mol，故放出的热量为； （3）中和热测定的实验，需用环形玻璃搅拌棒搅拌； （4）放出热量的计算公式：，盐酸和氢氧化钠溶液的质量都为，，50 mL 0.5的盐酸的物质的量为0.025 mol，此时氢氧化钠过量，所以生成水的物质的量为0.025 mol，中和热为生成1 mol水时放出的热量，故； （5）简易量热计如果不盖杯盖，会有热量散失到周围环境中，故测得的反应放出的热量Q偏小，而中和热 = -Q，Q偏小，所以偏大；根据放出热量的计算公式：，可知生成水的物质的量越多，放出的热量越多，此题从50 mL 0.5的盐酸与50 mL 0.55的NaOH溶液改为80 mL 0.50的盐酸和80 mL 0.55的NaOH溶液，由于生成的水的物质的量增大，故会放出的热量增多，所以二者所放出的热量不相等。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 化学反应与能量转化 第一节 化学反应的热效应 第2课时 化学反应的内能变化与焓变 课标要点 1.认识内能、焓、焓变的含义，了解影响内能与焓的因素，掌握 ΔU、ΔH 表达式。 2.理清内能变化与反应热的关系，理解恒温恒压条件下焓变等于反应热。 3.能依据 ΔH 正负判断吸热、放热反应，初步建立化学反应能量变化的定量认知 学习重难点 重点： 1.内能变化、焓变的概念，焓变的符号、单位与计算公式。 2.等压条件下焓变与反应热的对应关系。 3.根据反应物、生成物总焓相对大小区分吸热、放热反应。 难点： 1.辨析内能与焓两个抽象物理量的联系与区别。 2.准确理解 ΔU=Q+W 关系式，区分热和功的能量传递形式。 3.理解条件限制，厘清 ΔH=Qₚ成立的前提条件，规避概念误区 知识点 化学反应的内能变化 1．内能 (1)概念：体系内物质所含各种微观粒子能量总和。内能表示符号为_______。 (2)影响因素：物质的种类、数量及聚集状态、体系的_______、_______等。 2．化学反应中内能的变化 (1)内能变化：△U=______________。△U＞0，表示反应_______能量；△U＜0，表示反应_______能量。 (2)化学反应中内能的变化△U与反应热Q的关系 ①化学反应体系与环境进行能量交换的两种形式是热和功，根据能量守恒定律，△U=_______； ②如反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功，ΔU＝_______。 (3)内能变化与放热反应和吸热反应的关系 如果△U＞0(反应后体系的内能增加)，则Q_______0，反应_______热； 如果△U＜0(反应后体系的内能减少)，则Q_______0，反应_______热。 特别提醒 1体系与环境之间能量的交换有两种形式：热和功。由于体系与环境的温度不同而在体系与环境之间交换的能量称为热，用符号 Q 表示；并且约定，体系吸热时Q取正值，体系放热时Q取负值。除热能外，体系与环境之间交换的其他形式的能（如电能、光能、机械能等）都称为功，用符号W表示；并且约定，环境对体系做功时W取正值，体系对环境做功时W取负值。 在一定的环境压强下，当体系的体积发生变化时，环境对体系（或体系对环境）做的功称为体积功。 随学随练 1．下列说法中正确的是 A．化学反应中的能量变化，其表现形式除热能外还可能是光能和电能等 B．化学反应中的能量变化不一定遵循能量守恒定律 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量可能相同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．化学反应中的能量变化可以表现为热能、光能、电能等多种形式，A正确； B．能量守恒定律是自然界的基本定律，化学反应中的能量变化必须遵循该定律，B错误； C．化学反应总是伴随能量变化（放热或吸热），反应物的总能量与生成物的总能量不可能相同，C错误； D．在放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，但在吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，D错误； 故答案选A。 2．下列说法正确的是 ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应； ②伴有能量变化的物质变化过程都是化学变化； ③一个化学反应是放热反应还是吸热反应，需要看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小； ④化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因； ⑤葡萄糖在人体组织中发生缓慢氧化时，热能转化为化学能。 A．①②③④ B．②③④⑤ C．②③④ D．③④ 【答案】D 【详解】①化学反应放热或者吸热与反应条件无关，如Na的燃烧是一个放热反应，但需要加热，故①错误； ②物理变化时有可能存在能量变化，如冰熔化会吸热、氢氧化钠溶于水放热，故②错误； ③放热反应是指：反应物所具有的总能量高于生成的总能量，在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，反之，就是吸热反应，故③正确； ④因化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，故④正确； ⑤葡萄糖在人体内缓慢氧化时提供给人体所需的能量，故是将化学能转化为热能，故⑤错误； 故选：D。 知识点 化学反应的焓变 1．焓 (1)概念：焓是一种“物理量”，用它的变化来描述等压反应的_______。 (2)单位：kJ/mol或 J/mol。 (3)影响因素：取决于物质的物质的种类、数量、聚集状态并受_______等因素的影响。 2．反应焓变 (1)概念：反应产物的焓与反应物的焓之差。 (2)表达式：ΔH＝______________，单位是kJ·mol－1。 3.反应焓变与反应热的关系： 对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只与热能发生转化，则反应热Qp与焓变ΔH的关系是ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)＝Qp。 4.反应焓变与吸热反应和放热反应的关系 如图 1-1-3 所示，如果 ΔH > 0，即反应产物的焓大于反应物的焓，反应为_______反应；若 ΔH < 0，即反应产物的焓小于反应物的焓，反应为_______反应。 【特别提醒】 1.焓是物质固有的属性，是不能测量的，但焓变是可测量的。 2.在恒压条件下，化学反应的焓变在数值上等于化学反应的反应热。 3.焓变是一个与内能变化量有关的物理量，决定了化学反应是吸热反应还是放热反应。 随学随练 1．下列说法正确的是 A．吸热反应一定需要加热才能发生 B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  <0，可知H2和O2的能量之和大于H2O的能量 C．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 【答案】D 【详解】A．部分吸热反应无需加热即可发生，例如氢氧化钡晶体与氯化铵的反应在常温下就能进行，A错误； B．反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  <0，说明2 mol气态H2和1 mol气态O2的总能量大于2 mol气态H2O的总能量，选项未指明物质的量和聚集状态，B错误； C．焓变是恒温恒压条件下化学反应过程中吸收或释放的热量，其数值与参与反应的物质的量有关，并非一定对应1 mol物质的能量变化，C错误； D．化学反应一定伴随能量变化，要么吸热要么放热，因此确定的化学反应中反应物总焓与生成物总焓一定不同，D正确； 故答案选D。 2．下列关于反应热和焓变的理解中不正确的是 A．物质发生化学反应或物质的聚集状态发生变化时，焓都会发生变化 B．吸热反应的焓变可用上图表示 C．一个化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差决定 D．在可逆反应中，正反应焓变与逆反应焓变相等 【答案】D 【详解】A．焓是与物质内能有关的物理量，化学反应会改变物质内能，物质聚集状态变化也会改变内能，因此焓都会发生变化，A正确； B．图中生成物总焓高于反应物总焓，，对应吸热反应的焓变特征，B正确； C．焓变，反应是吸热还是放热，本质由生成物和反应物的焓值差决定，C正确； D．可逆反应中，正反应焓变与逆反应焓变绝对值相等、符号相反，焓变不相等，D错误； 故选D。 拓展 焓变与化学键的关系 一.焓变与物质能量变化的关系 放热反应 吸热反应 关系 反应物具有的总能量大于反应产物具有的总能量 反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量 表示 方法 ΔH<0 ΔH>0 图示 实例 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183.0 kJ·mol－1 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1　 二．焓变与化学键、物质能量之间的关系 1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量转化关系如图所示： 【问题探究】 1．断裂1 mol H2分子和1 mol Cl2分子中的化学键吸收的能量是多少？ 【解答】436 kJ·mol－1×1 mol＋243 kJ·mol－1×1 mol＝679 kJ。 2．由H原子形成1 mol H—H所放出的能量是多少？ 【解答】由H原子形成1 mol H—H所放出的能量等于断裂1 mol H—H吸收的能量，即436 kJ。 3．该反应是吸热反应还是放热反应？(通过计算回答) 【解答】ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1<0，故该反应为放热反应。 活学活用 1．在标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示： 化学键 键能 347.7 436 615.0 414 431 注：乙烯结构如图： 下列说法正确的是 A．稳定性： B．上表数据可计算甲烷与氯气发生一氯代反应的焓变 C．   D．   【答案】C 【详解】A．化学键的键焓越大，化学键越稳定，由表格可知，键焓：C-C（347.7 kJ/mol）<C-H（414 kJ/mol）<H-H（436 kJ/mol），故稳定性：C-C<C-H<H-H，A错误； B．甲烷和氯气发生一氯代反应为：，该反应断裂1 mol C-H键和1 mol Cl-Cl键，生成1 mol C-Cl键和1 mol H-Cl键，题中表格给出了C-H、H-Cl键的键能，缺少C-Cl和Cl-Cl键的键能，故无法计算该反应的焓变，B错误； C．对于反应，反应物的总键能为，生成物的总键能为，反应的焓变=断裂化学键的键焓总和-形成化学键的键焓总和，即，C正确； D．热化学方程式书写时一定要注明物质的状态，由C项分析可知，该反应为放热反应，焓变为负值，D错误； 故选C。 2．化学反应伴随着能量变化，下列说法正确的是 A．图1可表示与稀硫酸反应 B．图2反应中断裂化学键释放的总能量小于形成化学键吸收的总能量 C．图3转化的，说明更稳定 D．图4过程中温度升高，为放热反应 【答案】A 【详解】A．图1显示反应物总能量高于生成物总能量，对应放热反应。与稀硫酸的酸碱中和反应属于放热反应，能量变化与图1一致，A正确； B．化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会释放能量；图2中反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，说明断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，选项概念、结论均错误，B错误； C．M转化为的，说明该反应吸热，的能量高于；能量越高物质越不稳定，因此更稳定，C错误； D．浓硫酸稀释放热使温度升高，但该过程是物理变化，不属于化学反应，不能称为放热反应，D错误； 故选A。 题型 反应热与能量微观解释 ▌例1 一定条件下，1 mol白磷()完全转化为红磷(P)，释放的能量为29.2 kJ，反应过程的能量变化图如下图，在该条件下，下列说法错误的是 A．红磷比白磷稳定 B．该转化属于化学变化 C．等质量的白磷和红磷在氧气中完全燃烧，红磷释放的能量更多 D．31 g白磷()完全转化为红磷(P)，释放的能量为7.3 kJ 【答案】C 【详解】A．物质具有的能量越低，其稳定性越高。图中显示红磷能量低于白磷，说明红磷是更稳定的物质，故A正确； B．白磷和红磷是磷元素的不同单质（同素异形体），它们之间的转化生成了新物质，属于化学变化，故B正确； C．等质量的白磷和红磷完全燃烧，均生成P4O10，由于白磷的能量更高，其燃烧反应的“反应物总能量”更高，因此燃烧时放出的热量更多，故C错误； D．白磷的摩尔质量为124g/mol，31g白磷的物质的量为=0.25mol，根据题干，1molP4转化放热29.2kJ，则0.25molP4转化放热为0.25×29.2kJ=7.3kJ，故D正确； 故答案为C。 解题贴士 反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，表明为吸热反应。反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，表明为放热反应。 ▌对点练1-1 软脂酸是脂肪水解的产物之一，其燃烧的热化学方程式如下：  下列叙述正确的是 A．固态软脂酸的燃烧热 B．其他不变，若水为气态，则 C．上述反应是焓增反应 D．焓变单位中“”表示1 mol软脂酸 【答案】A 【详解】A．燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量，题目信息符合燃烧热的定义，A项正确； B．水由气态液化变为液态放出热量，则其他条件不变，水为气态，反应放出的热量减少，但由于，所以反应的，B项错误； C．燃烧反应放出热量，属于焓减反应，C项错误； D．焓变单位中的“mol⁻¹”是指“每摩尔反应”，而不是1摩尔物质，D项错误； 故答案选A。 ▌对点练1-2 下列关于反应焓变的说法正确的是 A．  ，说明SO2的焓大于SO3的焓 B．  ，说明石墨比金刚石更稳定 C．无水硫酸铜溶于水的过程中，破坏了离子键，需要吸收热量，所以该过程属于吸热反应 D．N2中含有氮氮三键，断裂该化学键需要很多的热量，所以氮气参与的反应都是吸热反应 【答案】B 【详解】A．ΔH=生成物焓-反应物焓＜0，说明生成物总焓低于反应物总焓（2SO3的焓低于2SO2和O2的总焓），但无法直接得出SO2的焓大于SO3的焓，因未考虑O2的焓，A错误； B．ΔH＞0表示石墨转化为金刚石吸热，说明金刚石焓更高，而焓低的物质更稳定，故石墨比金刚石稳定，B正确； C．无水硫酸铜溶解时破坏离子键吸热，但水合过程放热，整体过程放热，并且溶解过程并未发生化学反应，C错误； D．断裂N≡N键需吸热，但反应总焓变取决于键断裂与形成的能量差，如合成氨反应ΔH＜0，故氮气参与的反应不全是吸热，D错误； 故选B。 题型 焓变与化学键的关系 ▌例2 用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A可实现氯的循环利用。 反应A： 已知：ⅰ．此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。 ⅱ． (1)写出此条件下，反应A的热化学方程式_____________________________。 (2)断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为__________kJ。 【答案】(1) (2)31.9 【详解】（1）在400℃下，4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的热量，因此该反应的焓变，在此温度条件下，反应物和生成物均处于气态，则该反应的热化学方程式为：； （2）设断开1 mol H—Cl键所需能量为，断开1 mol H—O键所需能量为。根据热化学方程式和已知键能数据列式：， 代入具体数值： ，解得：。因此断开1mol H—O键与断开1mol H—Cl键所需能量相差约为31.9 kJ。 解题贴士 ΔH = 反应物总键能−生成物总键能，牢记计算顺序不可颠倒。审题先区分物质结构，准确数清分子内化学键数目，如 1mol H₂O 含2mol H—O 键。看清物质计量数，多分子反应需同步放大键能总量。依据 ΔH 正负判断吸放热，结果大于零为吸热，小于零为放热。做题规避易错点：单质、化合物化学键种类勿混淆，不忽略分子中隐藏化学键；区分键能计算（微观）与总能量高低（宏观）两类题型，不可混用公式。看清单位统一为 kJ・mol⁻¹，最后验算键的总数，避免计数失误。 ▌对点练2-1一定温度下，发生反应：  ，反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应物的总能量比反应产物的总能量高180 kJ B．反应的 C．破坏反应物中化学键所需的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量 D．反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量低 【答案】C 【详解】A．由能量变化图可知，反应物总能量低于生成物总能量，反应物总能量比反应产物总能量低180 kJ，A错误； B．反应为吸热反应，，B错误； C．反应焓变反应物总键能生成物总键能，该反应，因此破坏反应物中化学键所需的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量，C正确； D．由可知反应物总键能大于生成物总键能，即反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高，D错误； 故答案选C。 ▌对点练2-2在常温常压下，正丁烷转化成异丁烷的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．该转化过程属于吸热反应 B．正丁烷比异丁烷更稳定 C．转化过程中只有非极性键的断裂和形成 D．由图中数据可知：当正丁烷完全转化成异丁烷时，理论上热量变化 【答案】D 【详解】A．由图可知，反应物的相对能量为-125 kJ/mol，生成物的相对能量为-132 kJ/mol，反应物的能量大于生成物的能量，因此该反应为放热反应，A错误； B．由图可知，反应物正丁烷的能量大于生成物异丁烷的能量，能量越低越稳定，因此异丁烷比正丁烷更稳定，B错误； C．烷烃的转化过程涉及C-C非极性键和C-H极性键的断裂和形成，C错误； D．由图中可知，该反应的 kJ/mol，因此正丁烷完全转化成异丁烷时，放出的热量为14 kJ，理论上热量变化，D正确； 故答案为D。 题型 焓变与能量关系图像分析 ▌例3反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．断开能放出能量 B．该反应属于放热反应 C．1mol完全分解生成 D．该反应的热化学方程式为：   【答案】B 【详解】A．断开化学键的过程需要吸收能量，形成化学键才会放出能量，A错误； B．由能量图可知，反应物的总能量高于生成物​的总能量，因此该反应属于放热反应，B正确； C．只有在标准状况下，完全分解生成的​体积才是，题干未说明气体所处状况，无法确定体积，C错误； D．生成物总能量反应物总能量，该反应放热，因此。对于反应，，D错误； 答案选B。 解题贴士 做能量图像题先分清纵坐标为总能量，横坐标为反应历程。反应物总能量高于生成物为放热，ΔH＜0，反之吸热 ΔH＞0。图像峰值代表活化能，差值对应反应焓变。可逆反应需区分正、逆反应活化能，焓变等于正逆活化能差值。看清物质聚集状态，状态不同能量高低不同。切勿混淆键能图像与总能量图像，看清标注物质，计算 ΔH 时准确读取能量差值，注意正负符号书写规范。 ▌对点练3-1 丙烷也能与氯气发生反应，其反应过程中链传递的一步反应能量变化如下图所示。 则断裂中键比断裂中所需能量 A．大 B．小 C．无法比较 D．相等 【答案】A 【详解】从能量图可知：两种路径的反应物总能量相同；断裂端基中C-H键得到的产物总能量，高于断裂中间中C-H键得到的产物总能量。该步反应中，两种路径均只断裂1mol C-H键、生成1mol H-Cl键，H-Cl键的成键放热量相同。根据能量关系： ，变形得：，由于、都相同，因此产物能量越高，断裂对应C-H键所需能量越大。因此断裂中1mol C-H键比断裂中1mol C-H键所需能量更大，选A。 ▌对点练3-2 下列说法正确的是 A．由图1可得，和完全反应生成放出的能量为 B．图2可表示氢氧化钡与氯化铵反应的能量变化 C．利用图3的装置可以测定中和反应的反应热 D．由图4可以写出的热化学方程式： 【答案】B 【详解】A．反应热反应物断键吸收能量-生成物成键放出能量，和完全反应生成的焓变为，为吸热反应而非放出能量，A错误； B．反应物总能量低生成物总能量高，氢氧化钡与氯化铵为吸热反应，符合图2能量变化特征，B正确； C．中和热测定需玻璃搅拌器使反应均匀、热量充分释放，图中未显示搅拌装置，C错误； D．热化学方程式必须标注各物质聚集状态，D错误； 答案选B。 基础通关 1．杭州第19届亚运会采用零碳甲醇()作为主火炬燃料，碳循环过程如图所示。下列说法不正确的是 A．甲醇充分燃烧排放清洁产物 B．过程①存在C=O的断裂 C．过程②发生了吸热反应 D．该循环有利于实现碳中和 【答案】C 【详解】A．甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水，二者均为清洁无污染的产物，A正确； B．过程①为转化为甲醇，中含有C=O双键，甲醇中不含C=O双键，因此反应过程中存在C=O的断裂，B正确； C．过程②为甲醇的燃烧反应，燃烧反应均属于放热反应，不是吸热反应，C错误； D．该循环实现了的回收及循环利用，可减少额外碳排放，有利于实现碳中和，D正确； 故选C。 2．下列变化过程中的是 A．电解得到Al和 B．HCl分解为和 C．镁与稀盐酸反应 D．液体水的汽化 【答案】C 【详解】A．电解制备需要持续吸收能量，属于吸热反应，，A错误； B．HCl分解为和属于分解反应，为吸热反应，，B错误； C．镁与稀盐酸反应是活泼金属与酸的置换反应，反应过程释放热量，，C正确； D．液体水汽化是液态水变为气态水的物理过程，需要吸收热量，，D错误； 故选C。 3．中国古代诗词中蕴含着许多科学知识，下列叙述正确的是 A．苏轼《石炭并引》“投泥泼水愈光明”，涉及了碳与水蒸气的反应为吸热反应 B．于谦《石灰吟》“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，描述的煅烧石灰石是放热反应 C．曹植《七步诗》“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”，这里的能量变化只有化学能转化为热能 D．“冰，水为之，而寒于水”说明等质量的水和冰相比，水的能量更低 【答案】A 【详解】A．碳与水蒸气在高温下生成CO和H2的反应是吸热反应，A正确； B．煅烧石灰石（CaCO3分解为CaO和CO2）是吸热反应，B错误； C．燃烧伴随着剧烈的发光发热现象，化学能转化为热能和光能，并非只有热能，C错误； D．冰转化为水吸热，说明等质量的水和冰相比，水的能量更高，D错误； 故选A。 4．利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图，下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．燃烧时，仅发生极性键的断裂 C．过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能 D．反应Ⅰ的热化学方程式为   【答案】D 【分析】由图可知，反应Ⅰ的热化学方程式为，反应Ⅱ的热化学方程式为。 【详解】A．反应Ⅱ为燃料（如）的燃烧反应，燃烧反应均为放热反应，故，A正确； B．中仅含极性键，因此燃烧时，仅发生极性键的断裂，B正确； C．过程Ⅰ利用太阳能将转化为等燃料，能量转化形式为太阳能转化为化学能，C正确； D．反应Ⅰ中在太阳能作用下生成，方程式配平正确，但热化学方程式中不仅要体现物质的变化，还要体现物质的状态，题目中未标注物质的状态，D错误； 故答案选D。 5．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．表示甲烷的燃烧热：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol B．已知稀盐酸和稀NaOH 溶液反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol，则H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应生成1mol H2O 时放出57.3 kJ的热量 C．已知氢气和氯气在混合光照时发生爆炸，而点燃时能安静燃烧，说明Cl2(g)+ H2(g)2HCl(g) 的反应条件不同，ΔH不同 D．2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2 【答案】A 【详解】A．燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定氧化物所放出的热量，甲烷生成CO2气体和液态水符合定义，A正确； B．H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，额外释放生成沉淀的热量，放出的热量大于57.3 kJ，B错误； C．仅与反应的始态和终态有关，与反应条件无关，光照或点燃不影响，C错误； D．完全燃烧（生成CO2）放热更多，更小（反应为放热反应为负值），故，D错误； 故答案选A。 6．可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：  。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法正确的是 A．Y为反应物HCl，W为生成物 B．反应制得1 mol ，须投入2 mol CuO C．改变催化剂种类，发生变化 D．图中涉及的反应有3个属于氧化还原反应 【答案】A 【分析】由原子守恒以及元素化合价变化和总反应方程式中涉及的物质，知Z为氧气，X为氯气，W为水，Y为氯化氢。 【详解】A．由总反应产物为Cl2和H2O及机理图可知，W是最终生成的产物，应为H2O；Y参与反应生成中间产物Cu(OH)Cl，且总反应反应物为HCl和O2，Y需提供H和Cl，故Y为HCl，A正确； B．CuO为催化剂，反应前后质量和化学性质不变，无需按生成Cl2的量投入，B错误； C．ΔH由反应物和生成物的总能量决定，与催化剂种类无关，C错误； D．机理中涉及的氧化还原反应有CuCl2→Cl2+CuCl、CuCl+O2→Cu2OCl2，只有2个，D错误； 故选A。 7．下列说法不正确的是 A．浓H2SO4稀释是放热过程 B．石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定 C．热化学方程式中的与反应是否可逆无关 D．吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于产物形成化学键放出的总能量 【答案】B 【详解】A．浓硫酸稀释时会释放大量热量，A项正确； B．石墨转变为金刚石吸热，说明金刚石能量更高，稳定性更差，故石墨更稳定，B项错误； C．ΔH表示的是反应完全进行的焓变，与实际是否可逆无关，C项正确； D．吸热反应中，反应物断键吸收的总能量高于产物成键释放的总能量，D项正确； 故选B。 8．金刚石和石墨在氧气不足时燃烧均生成一氧化碳，充分燃烧时生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。回答下列问题： (1)金刚石和石墨互为______，石墨转化为金刚石的热化学方程式为____________。 (2)表示石墨燃烧热的热化学方程式为____________。 (3)1mol金刚石与石墨的混合物在足量氧气中充分燃烧，共放出394.5kJ的热量，则金刚石与石墨的物质的量之比为______。 科学家首次用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： (4)三种状态的稳定性由大到小的顺序为_______。 (5)催化剂对于该反应的焓变______(填“有”或“无”)影响。 (6)由状态Ⅰ→状态Ⅲ______(填“吸收”或“放出”)能量。 【答案】(1) 同素异形体 C(s，石墨)=C(s，金刚石)  △H=+1.5kJ/mol (2)C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol (3)2：1 (4)状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ (5)无 (6)放出 【详解】（1）金刚石和石墨都是由碳元素组成而性质不同的单质，互为同素异形体；石墨转化为金刚石的反应热为+(395-283.0-110.5)kJ/mol=+1.5 kJ/mol，因此石墨转化为金刚石的热化学方程式为C(s，石墨)=C(s，金刚石)  △H=+1.5kJ/mol。 （2）1mol石墨完全燃烧生成二氧化碳气体放出的热量数值等于燃烧热，表示石墨燃烧热的热化学方程式为：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol。 （3）由图可知，1mol金刚石完全燃烧放出395kJ的热量，设1mol混合物中含有金刚石物质的量为xmol，石墨的物质的量为(1-x)mol，则有：395x+393.5(1-x)=394.5，解得x=，1-x= ，所以金刚石与石墨的物质的量之比为2∶1。 （4）能量越低越稳定，结合题图可知，三种状态的稳定性由大到小的顺序为：状态Ⅲ>状态Ⅰ>状态Ⅱ。 （5）催化剂可以改变反应历程，降低活化能，但不会改变反应的焓变，则催化剂对于该反应的焓变无影响。 （6）状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ，由状态Ⅰ→状态Ⅲ放出能量。 9．合成氨的热化学方程式为：  ，下列有关叙述错误的是 A．将与置于密闭容器中充分反应后放出热量为 B．生成时放出的热量 C．形成化学键放出的总能量大于断裂化学键吸收的总能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．合成氨是可逆反应，反应不可能完全，将与无法完全反应，实际放出的热量小于92.4 kJ，A错误； B．反应放出的热量与化学反应方程式的计量数成正比，生成时放出92.4 kJ的热量，则生成时放出46.2 kJ的热量，B正确； C．放热反应中，成键释放的能量大于断键吸收的能量，C正确； D．放热反应的反应物总能量高于生成物总能量，D正确； 故选A。 10．已知、的转化过程中存在如图所示关系：下列说法正确的是 A．   B．的正反应活化能比逆反应活化能小 C．  ， D．固体溶解在水中属于吸热反应 【答案】A 【详解】A．由图示： ①2NaHCO3(s)=2NaHCO3(aq)  ΔH1=+37.6 kJ·mol⁻¹) ②Na2CO3(s)=Na2CO3 (aq)  ΔH2=-16.4 kJ·mol⁻¹) ③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l)   ΔH3=+92.3 kJ·mol⁻¹)、 据盖斯定律，-①+②+③得反应，则ΔH4=-(+37.6) kJ·mol⁻¹+92.3 kJ·mol⁻¹+(-16.4 kJ·mol⁻¹)=+38.3 kJ·mol⁻¹，A正确； B．反应焓变为正反应活化能减去逆反应活化能，反应焓变大于0，为吸热反应，则正反应活化能比逆反应大92.3 kJ·mol⁻¹，B错误； C．ΔH3对应生成H2O(l)，ΔH5对应生成H2O(g)，H2O(l)→H2O(g)吸热，故ΔH5=ΔH3+ΔH(汽化)>ΔH3，C错误； D．NaHCO3固体溶解是物理过程，不是化学反应，“吸热反应”说法错误，D错误； 故选A。 素养提升 11．下列选项正确的是 A．图①可表示    的能量变化 B．若：    则结合图像②可推知 C．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、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示（已知V1+V2=60 mL） D．已知稳定性：B＜A＜C，某反应由两步构成：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 【答案】D 【详解】A．图中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=+26.7kJ·mol-1为吸热反应，与图示不符，A错误； B．图②表示2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH（放热，ΔH<0），C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1（放热，ΔH1<0）。碳完全燃烧放热更多，因焓变为负，故ΔH>2ΔH1，B错误； C．H2SO4与NaOH反应，恰好中和时H+与OH-物质的量相等，即2V1=V2（V1为H2SO4体积，V2为NaOH体积），结合V1+V2=60mL，得V2=40mL（NaOH体积）时放热最多、温度最高。图③中最高温度点对应NaOH体积为20mL，未达恰好中和，C错误； D．物质稳定性越高能量越低，稳定性B<A<C，则能量B>A>C。图④中能量顺序为B>A>C（A→B能量升高，B→C能量降低至C<A），与稳定性顺序一致，D正确； 故选D。 12．下列说法错误的是 A．同温同压下，在光照和点燃条件下的相同 B．已知、条件下：  ，  ，则可推出比稳定 C．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为   D．已知、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，当的转化率为时，放热，则热化学方程式为   【答案】B 【详解】A．ΔH的大小与反应条件无关，只与反应物和生成物的状态有关，因此光照和点燃条件下的ΔH相同，A正确； B．ΔH更小说明反应放热更多，但比较O2和O3的稳定性需看分解反应的ΔH。若2O3→3O2放热，则O2更稳定。根据题中数据，O3作为氧化剂时反应放热更多，说明O2比O3稳定，B错误； C．燃烧热要求生成液态水，该方程式符合燃烧热定义，C正确； D．根据转化率计算，当的转化率为时，0.2mol N2反应放热18.48kJ，则1mol N2对应ΔH=-92.4kJ·mol⁻¹，热化学方程式正确，D正确； 故选B。 13．某种含二价铜的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图1所示，反应过程中不同态物质体系所具有的能量如图2所示。下列说法中正确的是 A．该脱硝过程总反应的 B．由状态④到状态⑤发生了氧化还原反应 C．总反应的化学方程式为 D．依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性降低 【答案】B 【详解】A．根据图2可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，则总反应焓变，A错误； B．由图1可知，状态④到状态⑤中O的化合价发生变化，发生了氧化还原反应，B正确； C．由图1知，该过程反应物有：、、，生成物有、，依据参数配平反应为：，C错误； D．物质能量越低越稳定，依据反应历程能量变化，反应过程中不同态物质体系稳定性升高，D错误； 故答案为：B。 14．N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一、下图显示了该反应中的能量变化。 下列说法不正确的是 A．N≡N键的键能大于O=O键的键能 B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1264 kJ能量 C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量 D．生成NO反应的热化学方程式为：N2(g) + O2(g) = 2NO(g)  ΔH = +180 kJ/mol 【答案】B 【详解】A．由图可知，N≡N键键能大于O=O键，A正确； B．2 mol NO的总键能为1264  kJ，则NO键能为632  kJ/mol，B错误； C．由键能数据计算可知，生成 2 mol NO时为吸热180  kJ，则产物具有的总能量高于反应物所具有的总能量，C正确； D．反应吸收能量为1444  kJ，放出能量为1264  kJ，故反应吸热180  kJ，D正确； 故答案为B。 15．化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．光照和点燃条件下的反应热相同 B．2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量 C．热化学方程式：   D．键的键能为 【答案】D 【详解】A．反应热效应只与反应的始态和终态有关，与反应途径和反应条件无关，因此该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的，A正确； B．气态氢原子形成氢气分子时形成化学键，形成化学键释放能量，因此2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量，B正确； C．由图可知1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出(862-679) kJ=183 kJ能量，因此氢气与氯气反应的热化学方程式为H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH = -183 kJ⋅mol−1，C正确； D．由图可知2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放 862 kJ能量，所以键的键能为431 kJ⋅mol−1，D错误； 故答案选D。 迁移创新 16．下列图像均表示化学反应中的能量变化，其中描述正确的是 A．图甲可以表示反应的能量变化 B．图乙说明金刚石比石墨稳定 C．根据图丙可以判断 D．图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量低于形成生成物中化学键所释放的总能量 【答案】C 【详解】A．反应为吸热反应，图像描述的是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，A错误； B．图乙中金刚石能量高于石墨，物质能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，B错误； C．由图可知，气态A转化为液态B的反应，气态B的能量高于液态B，则，C正确； D．由图可知，该反应为吸热反应，则断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量，D错误； 故选C。 17．化学变化中均存在物质变化与能量变化。 回答下列问题： (1)下列化学反应中的能量变化关系与图①相符合的是_______(填序号)。 A． B． C． D． (2)的反应过程如图②所示。若和充分反应，则反应物中旧键断裂吸收_______能量，该反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应，释放或吸收的热量为_______。 (3)适量在中完全燃烧，生成，放出的热量。则表示的燃烧热的热化学方程式为_______。 (4)火箭发射时可以用肼(，液态)作燃料，作氧化剂，二者反应生成和水蒸气。已知：①  ； ②  。则(l)与(g)反应的热化学方程式为_______。 (5)用如图所示的装置测定中和反应反应热。 ①从实验装置上看，还缺少的仪器是_______(填名称)。 ②将的盐酸和溶液混合，测得中和热的数值偏低，可能的原因_______(填字母)。 A．溶液一次性迅速倒入            B．做本实验的当天室温较高 C．在量取盐酸体积时俯视读数            D．实验装置保温隔热效果差 【答案】(1)BD (2) 679 放热 183 (3)(l) (4) (5) 玻璃搅拌器 CD 【详解】（1）图①中反应物的能量低于生成物的能量，故为吸热反应。 A．属于燃烧反应，是放热反应，A不符合题意； B．，是化合反应，属于吸热反应，B符合题意； C．    是金属单质与酸的置换反应，属于常见的放热反应，C不符合题意； D．是分解反应，是常见的吸热反应，D符合题意； 故选BD。 （2）图②中断裂1 molH-H键需要436 kJ能量，断裂1 molCl-Cl键需要243 kJ能量，故和充分反应，则反应物中旧键断裂吸收436+243=679 kJ能量。 根据图②，形成2 mol HCl放出能量为，则断键吸收的能量小于成键放出的能量，该反应为放热反应。释放的热量=862-679=183 kJ。 （3）燃烧热指的是1 mol燃料完全燃烧生成稳定物质时放出的热量。根据在中完全燃烧，生成，放出的热量写出热方程式：。的燃烧热的热化学方程式为。 （4）(l)与(g)反应的方程式为，根据盖斯定律可计算该方程式的焓变=2②-①=。故(l)与(g)反应的热化学方程式为 。 （5）①从实验装置上看，还缺少玻璃搅拌器，用于加快中和反应速率。 ②A．溶液一次性迅速倒入，可以让反应迅速进行，使实验结果更准确，A不符合题意； B．当天室温与实验结果无关，B不符合题意； C．在量取盐酸体积时俯视读数，使量取的盐酸体积偏低，该实验盐酸少导致温度测出的偏低，结果测得中和热数值偏低，C符合题意； D．实验装置保温隔热效果差，中和反应产生的热无法全部被温度计测量出温度，则中和热的数值偏低，D符合题意； 故选CD。 18．2030年前实现碳达峰的承诺，体现了中国的大国风范。天然气的综合利用是各国科学家研究的重要课题。 I．甲烷和二氧化碳重整制合成气的研究是实现碳达峰的手段之一、甲烷和二氧化碳重整制合成气的反应为： CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g)   副反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)   副反应II：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   (1)已知：部分化学键键能数据如下表(1 mol CO中含有1 mol C≡O键)。              化学键 C-H C=O H-H C≡O 键能/() 413 745 436 1011 则___________，___________。 (2)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。热化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g) + 4 H2O(g)  =-644.25 kJ/mol。 又已知H2O(l)=H2O(g)  ΔH=+44 kJ/mol。则64g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．某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热，将50 mL 0.5的盐酸与50 mL 0.55的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中，可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题： (3)从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃仪器是___________。 (4)实验数据如表所示：请填写表格中的空白： 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 20.2 20.3 23.7 3.40℃ 2 20.3 20.5 23.8 3 21.5 21.6 24.9 4 21.2 21.4 26.3 根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热___________[计算结果保留三位有效数字，所用盐酸和NaOH溶液的密度按1计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J/(g·℃)计算]。 (5)简易量热计如果不盖杯盖，生成1 mol(l)时所测得中和热将___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，实验中改用80 mL 0.50的盐酸和80 mL 0.55的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，二者所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”)。 【答案】(1) (2) (3)环形玻璃搅拌棒 (4) (5) 偏大 不相等 【分析】此题考查的三种计算方法，一是反应物的总键能减去生成物的总键能，二是盖斯定律，三是；还涉及到中和热测定的实验，包括实验仪器、数据处理以及误差分析。 【详解】（1）根据反应物的总键能减去生成物的总键能计算，；根据盖斯定律计算，； （2）由方程N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) 和H2O(l)=H2O(g)相结合，可得液态肼与液态双氧水反应生成液态水时的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)，64 g 液态肼的物质的量为2 mol，故放出的热量为； （3）中和热测定的实验，需用环形玻璃搅拌棒搅拌； （4）放出热量的计算公式：，盐酸和氢氧化钠溶液的质量都为，，50 mL 0.5的盐酸的物质的量为0.025 mol，此时氢氧化钠过量，所以生成水的物质的量为0.025 mol，中和热为生成1 mol水时放出的热量，故； （5）简易量热计如果不盖杯盖，会有热量散失到周围环境中，故测得的反应放出的热量Q偏小，而中和热 = -Q，Q偏小，所以偏大；根据放出热量的计算公式：，可知生成水的物质的量越多，放出的热量越多，此题从50 mL 0.5的盐酸与50 mL 0.55的NaOH溶液改为80 mL 0.50的盐酸和80 mL 0.55的NaOH溶液，由于生成的水的物质的量增大，故会放出的热量增多，所以二者所放出的热量不相等。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $