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考点4 热化学方程式
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
不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
实例：
已知25 ℃、101 kPa下，热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，其表示在25 ℃、101 kPa，2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
热化学方程式的书写方法
(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。
(2)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。若为同素异形体，还要注明名称。
(3)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算出ΔH的数值。ΔH单位kJ·mol－1。热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数，也可以是分数。当化学计量数改变时，其ΔH也同等倍数的改变。
4．ΔH的单位中“mol－1”的含义
对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
判断热化学方程式正误的“五审法”
可逆反应的反应热
热化学方程式热化学方程式中的焓变表示反应物按化学计量数所示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。对于可逆应，若按化学计量数所示的物质的量混合反应物，使之充分反应，实际放出或吸收的热一定小于△H的绝对值。例如，2SO2（g）+ O2（g）←→2SO3（g） △H=-196.6 kJ/mol，它表明2 mol SO 和1 mol O 全部转化为2 mol SO 时放热196.6 kJ，那么，相同条件下，2 mol SO2（g）和1mol O2（g）充分反应达到平衡状态时放出的热量值Q<196.6kJ，如采SO 的平衡转化率为α，则放出的热量为196.6αkJ。
1．C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，说明石墨比金刚石稳定( )
2．对于SO2(g)＋O2(g)??SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小( )
3．热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义：25 ℃、101 kPa时，发生上述反应生成1 mol H2O(g)后放出241.8 kJ的热量( )
4．热化学方程式前面的化学计量数既表示分子数也表示物质的量( )
5．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ( )
1．依据事实书写热化学方程式。
(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为
。
(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为
。
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是
。
2．分析图像书写热化学方程式
(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：
。
(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量相对大小，
①D是 (填离子符号)。
②B―→A＋C反应的热化学方程式为
(用离子符号表示)。
1．(2020·浙江1月选考，22)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A．Ea为逆反应活化能，Ea′为正反应活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea′－Ea
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度，使平衡逆移
2．(2020·天津，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
3．(2021·浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 H—H H—O
键能/(kJ·mol－1) 436 463
热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol－1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A．428 kJ·mol－1 B．－428 kJ·mol－1
C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1
4．[2017·天津，7(3)]0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为
。
5．[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/ ( kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
则ΔH1＝ kJ·mol－1。
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考点4 热化学方程式
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
不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
实例：
已知25 ℃、101 kPa下，热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，其表示在25 ℃、101 kPa，2 mol H2(氢气)与1 mol O2(氧气)完全反应生成2 mol 液态水时放出的热量是571.6 kJ。
热化学方程式的书写方法
(1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其物质的量，可以是整数或分数。
(2)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。若为同素异形体，还要注明名称。
(3)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。
(4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
(5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH单位是kJ·mol－1。热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数，也可以是分数。当化学计量数改变时，其ΔH也同等倍数的改变。
4．ΔH的单位中“mol－1”的含义
对一个化学反应，ΔH的单位中“mol－1”不是指每摩尔具体物质，而是指“每摩尔反应”。因此ΔH必须与化学方程式一一对应。
判断热化学方程式正误的“五审法”
可逆反应的反应热
热化学方程式热化学方程式中的焓变表示反应物按化学计量数所示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。对于可逆应，若按化学计量数所示的物质的量混合反应物，使之充分反应，实际放出或吸收的热一定小于△H的绝对值。例如，2SO2（g）+ O2（g）←→2SO3（g） △H=-196.6 kJ/mol，它表明2 mol SO 和1 mol O 全部转化为2 mol SO 时放热196.6 kJ，那么，相同条件下，2 mol SO2（g）和1mol O2（g）充分反应达到平衡状态时放出的热量值Q<196.6kJ，如采SO 的平衡转化率为α，则放出的热量为196.6αkJ。
1．C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，说明石墨比金刚石稳定( )
2．对于SO2(g)＋O2(g)??SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小( )
3．热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义：25 ℃、101 kPa时，发生上述反应生成1 mol H2O(g)后放出241.8 kJ的热量( )
4．热化学方程式前面的化学计量数既表示分子数也表示物质的量( )
5．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ( )
答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×
1．依据事实书写热化学方程式。
(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为
。
(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为
。
(3)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是
。
答案 (1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.28 kJ·mol－1
(2)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
(3)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
2．分析图像书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：
。
(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量相对大小，
①D是 (填离子符号)。
②B―→A＋C反应的热化学方程式为
(用离子符号表示)。
答案 (1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1
(3)①ClO ②3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－117 kJ·mol－1
解析 (1)根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝(134－368) kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳定性逐渐降低，能量逐渐增大，则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1 mol H2Se(g)的ΔH＝＋81 kJ·mol－1，则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1。
(3)D中氯元素的化合价为＋7价，应为ClO，写出B―→A＋C的化学方程式，利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH＝(63－60×3) kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1，写出热化学方程式即可。
1．(2020·浙江1月选考，22)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A．Ea为逆反应活化能，Ea′为正反应活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea′－Ea
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度，使平衡逆移
答案 D
2．(2020·天津，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
答案 D
解析 A对，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越稳定；B对，根据题图可知反应为吸热反应，该反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1；C对，正反应的活化能为186.5 kJ·mol－1，逆反应的活化能为186.5 kJ·mol－1－59.3 kJ·mol－1＝127.2 kJ·mol－1，故正反应的活化能大于逆反应的活化能；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。
3．(2021·浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 H—H H—O
键能/(kJ·mol－1) 436 463
热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol－1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A．428 kJ·mol－1 B．－428 kJ·mol－1
C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1
答案 D
解析 设O==O的键能为x，则(2×436 kJ·mol－1＋x)－2×2×463 kJ·mol－1＝－482 kJ·mol－1，x＝498 kJ·mol－1，所以2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ·mol－1，D正确。
4．[2017·天津，7(3)]0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为
。
答案 2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1
5．[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/ ( kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
则ΔH1＝ kJ·mol－1。
答案 ＋137
解析 先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，ΔH1＝－1 560 kJ·
mol－1－(－1 411 kJ·mol－1)－(－286 kJ·mol－1)＝＋137 kJ·mol－1。
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