第30讲 反应热 热化学方程式
一、选择题（本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意）
1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是（ ）
A.直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B.天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C.人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D.地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
2.（2024·威海模拟）科学家预测“氢能”将是人类社会最理想的新能源，目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.在氢能的利用过程中，H2O可循环使用
B.开发和利用“氢能”，减少煤炭等化石能源的使用有助于控制臭氧层空洞的形成
C.该法制氢的关键是寻找光分解催化剂
D.利用光电转化可将太阳能转化为电能用于电解水而获得氢气
3.（2024·大同模拟）科学研究表明N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A.该反应为放热反应
B.反应过程中每生成1 mol N2，转移4 mol电子
C.反应过程中每生成2 mol N2（g）释放278 kJ热量
D.1 mol N2O（g）和1 mol NO（g）的总能量比1 mol N2（g）和1 mol NO2（g）的总能量高
4.（2024·深圳模拟）某反应过程中能量变化如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.该反应分为2步进行
B.总反应焓变为E1－E2＋E3－E4
C.第一步反应为放热反应，第二步反应为吸热反应
D.升高温度，第一步反应速率减小，第二步反应速率增加
5.（2024·大连模拟）已知：CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1。部分键能数据如表所示。下列说法正确的是（ ）
化学键 CO H—H O—H
键能/（kJ·mol－1） 808 436 464
A.CO中C≡O的键能为1 082.8 kJ·mol－1
B.该反应为吸热反应，吸热反应必须加热才能进行
C.当4.48 L CO2完全反应时转移的电子数为0.4NA
D.1 mol CO2（g）和1 mol H2（g）充分反应生成CO（g）和H2O（g）吸收41.2 kJ的热量
6.（2024·房山期末）“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应过程中的能量变化如图所示。下列有关描述正确的是（ ）
A.过程Ⅰ是吸热反应
B.过程Ⅱ发生了化学变化
C.过程Ⅲ的热化学方程式是SiHCl3（l）＋H2（g）Si（s）＋3HCl（g） ΔH＝＋238 kJ·mol－1
D.实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程无需外界能量供给
7.一定条件下，三个基元反应的正反应活化能[Ea（正）]和逆反应活化能[Ea（逆）]如表：
基元反应 Ea（正）/（kJ·mol－1） Ea（逆）/（kJ·mol－1）
Ⅰ 30 55
Ⅱ 70 21
Ⅲ 16 35
正反应为放热反应的是（ ）
A.Ⅰ、Ⅱ B.Ⅰ、Ⅲ
C.Ⅱ、Ⅲ D.Ⅱ
8.已知：①H2的燃烧热ΔH为－285.8 kJ·mol－1；
②中和反应生成1 mol水时的反应热ΔH为－57.3 kJ·mol－1；
③水的汽化热ΔH为＋44.0 kJ·mol－1。
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A.2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B.H2O（l）H＋（aq）＋OH－（aq）
ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1
C.H2（g）＋O2（g）H2O（g）
ΔH＝－329.8 kJ·mol－1
D.OH－（aq）＋CH3COOH（aq）CH3COO－（aq）＋H2O（l） ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1
二、非选择题（本题包括2小题）
9.（1）已知CH3OH（l）的燃烧热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）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 kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
（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 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 。
（4）CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
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： 。
10.（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 。
（2）已知：CO（g）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－283 kJ·mol－1。25 ℃，100 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知OO、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。
（3）反应（直接脱氢）：C3H8（g）C3H6（g）＋H2（g） ΔH＝＋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。
（4）CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示：
反应历程中活化能（能垒）最大的化学方程式为 ，
CO2（g）＋H2（g）·CO（g）＋H2O（g） ΔH＝ eV·mol－1。
第30讲 反应热 热化学方程式
1.B A项，将煤进行脱硫处理、气化处理等深加工后能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，错误；C项，有时需通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，错误；D项，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2.B 开发和利用“氢能”，减少煤炭等化石能源的使用，可大大减少二氧化碳、二氧化硫的产生，有利于控制酸雨和温室效应，而臭氧层空洞与氟利昂有关，与化石燃料无关，B错误。
3.B A项，由题图可知，生成物总能量低于反应物总能量，该反应为放热反应，正确；B项，反应的化学方程式为N2O＋NON2＋NO2，NO失电子生成NO2，氮元素化合价从＋2价升高到＋4价，故每生成1 mol N2，有1 mol NO参与反应，转移2 mol电子，错误；C项，由题图可知每生成1 mol N2，释放139 kJ的热量，故反应过程中每生成2 mol N2（g）释放278 kJ热量，正确；D项，由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，即1 mol N2O（g）和1 mol NO（g）的总能量比1 mol N2（g）和1 mol NO2（g）的总能量高，正确。
4.D A项，从题图中可以明显看出，该反应分为2步进行，正确；B项，总反应的焓变等于正反应的活化能－逆反应的活化能，即E1－E2＋E3－E4，正确；C项，第一步反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，第二步反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，所以是吸热反应，正确；D项，升高温度，化学反应速率都会增加，而不是第一步反应速率减小，第二步反应速率增加，错误。
5.A A项，设CO中C≡O的键能为x kJ·mol－1，ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝（2×808＋436－x－2×464）kJ·mol－1＝＋41.2 kJ·mol－1，解得x＝1 082.8，即CO中C≡O的键能为1 082.8 kJ·mol－1，正确；B项，焓变和反应条件无关，因此吸热反应不一定加热才能进行，错误；C项，由于未告知CO2所处的状态，无法计算4.48 L CO2的物质的量，也就无法计算完全反应时转移的电子总数，错误；D项，该反应是可逆反应，所以1 mol CO2（g）和1 mol H2（g）充分反应生成CO（g）和H2O（g）吸收的热量小于41.2 kJ，错误。
6.C A项，过程Ⅰ中反应物总能量高于生成物总能量，则过程Ⅰ是放热反应，错误；B项，过程Ⅱ中，SiHCl3（g）转变为SiHCl3（l），同一物质三态之间的变化，为物理变化，错误；C项，过程Ⅲ中，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，则热化学方程式为SiHCl3（l）＋H2（g）Si（s）＋3HCl（g） ΔH＝＋238 kJ·mol－1，正确；D项，粗硅和精硅的组成不同，能量不同，粗硅变为精硅的过程中能量会损耗，错误。
7.B ΔH＝Ea（正）－Ea（逆），基元反应Ⅰ的ΔH＝（30－55）kJ·mol－1＝－25 kJ·mol－1，基元反应Ⅱ的ΔH＝（70－21）kJ·mol－1＝＋49 kJ·mol－1，基元反应Ⅲ的ΔH＝（16－35）kJ·mol－1＝－19 kJ·mol－1，则反应Ⅰ、Ⅲ的正反应为放热反应。
8.B 2H2（g）＋O2（g）2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，A项错误；强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量是57.3 kJ，可表示为H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，故H2O（l）H＋（aq）＋OH－（aq） ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1，B项正确；1 mol氢气燃烧生成气态水时，放出的热量比285.8 kJ小，C项错误；CH3COOH是弱酸，电离时吸热，发生中和反应时，放出的热量少，D项错误。
9.（1）＜ （2）2Cl2（g）＋2H2O（g）＋C（s）4HCl（g）＋CO2（g） ΔH＝－290 kJ·mol－1
（3）98 kJ （4）CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－46 kJ·mol－1
解析：（1）该反应中CH3OH未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。（2）当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 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 kJ·mol－1×2＝－290 kJ·mol－1。（3）4Al（s）＋3TiO2（s）＋3C（s）2Al2O3（s）＋3TiC（s） ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，每转移12 mol电子放出的热量为1 176 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ＝98 kJ。（4）由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H C—O CO 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。
10.（1）B A→B是甲烷中的C—H断裂过程，断键吸收能量，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放出能量，B的能量大于C （2）664.75 （3）271 （4）·CO2＋·H＋H2（g）·HOCO＋H2（g） －2.05NA
解析：（3）反应中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故ΔH＝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。
4 / 4第30讲 反应热 热化学方程式
课标要求
1.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道通过化学反应可以实现化学能与其他形式能量的转化，且能量的转化遵循能量守恒定律。
2.认识化学键的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.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
4.认识恒温、恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
考点一 反应热 焓变
1.从宏观和微观两个角度认识反应热和焓变
（1）化学反应的实质和特征
（2）焓和焓变
2.反应过程中能量变化的原因
（1）从化学键变化角度分析
（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
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
（3）常见的吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
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）的反应、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 。
【提醒】 ①C与CO2高温下生成CO的反应是化合反应，但属于吸热反应。
②H2O2的分解反应是放热反应。
正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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。（ ）
（5）吸热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量。（ ）
（6）吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。（ ）
一 反应历程与能量变化的图示分析
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的活化能为 。
2.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。
可知水煤气变换的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： 。
二 根据能量变化图或键能计算ΔH
3.（ΔH与正、逆活化能间的关系）如图是N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化。
反应N2O（g）＋NO（g）N2（g）＋NO2（g）的焓变为（ ）
A.ΔH＝＋139 kJ·mol－1
B.ΔH＝－139 kJ·mol－1
C.ΔH＝－209 kJ·mol－1
D.ΔH＝－348 kJ·mol－1
4.（ΔH与键能之间的关系）CH3—CH3（g）CH2CH2（g）＋H2（g） ΔH，有关化学键的键能如下表：
化学键 C—H CC C—C H—H
键能/（kJ·mol－1） 414 615 347 436
则该反应的反应热为 。
5.（ΔH与H之间的关系）实验测得1 000 K时相关变化及数据如图所示：
1 000 K时，反应C（s）＋2FeO（s）2Fe（s）＋CO2（g）的ΔHθ＝＋88.5 kJ·mol－1，该温度下CO2（g）的标准焓Hθ＝ kJ·mol－1。
ΔH计算的三个基本公式
（1）ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
（2）ΔH＝∑E（生成物总能量）－∑E（反应物总能量）＝H（生成物总焓）－H（反应物总焓）。
（3）ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。
【提醒】 常见物质（1 mol）中的化学键数目
物质 CO2（CO） CH4（C—H） P4（P—P） SiO2（Si—O）
化学键数目/mol 2 4 6 4
物质 石墨（C—C） 金刚石（C—C） S8（S—S） Si（Si—Si）
化学键数目/mol 1.5 2 8 2
考点二 热化学方程式 燃烧热
1.描述反应热的工具——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：不仅表明化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如，2H2（g）＋O2（g）2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa下，2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时， 571.6 kJ的热量。
（3）书写
①热化学方程式中必须注明反应物和生成物的聚集状态，固体： 、液体： 、气体： 、水溶液：aq，若为同素异形体，还要注明名称。
②书写热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下的数据。
③热化学方程式中各物质前的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要注明ΔH的符号（“＋”代表 ，“－”代表 ）以及单位kJ·mol－1。
例如：28 g乙烯气体完全燃烧生成液态水时放出1 411 kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。
2.燃烧热
（1）概念：在101 kPa时， 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）对“完全燃烧”的理解
燃烧元素 C H S N
指定产物及状态 SO2（g）
已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 。
3.能源及利用
一 热化学方程式的正误判断
1.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
（1）2NO2O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1
。
（2）3.2 g CH4完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l）时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890 kJ
。
（3）已知N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·mol－1，则NH3（g）N2（g）＋H2（g） ΔH＝＋46 kJ·mol－1
。
（4）在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－2a kJ·mol－1
。
（5）若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4（s）4P（s） ΔH＝－4b kJ·mol－1
。
（6）1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4（l）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝＋642 kJ·mol－1
。
二 热化学方程式的书写
2.（依据图示书写）分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
（1）图甲表示的是NO2（g）和CO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）的过程中能量变化示意图，请写出NO2（g）和CO（g）反应的热化学方程式： 。
（2）我国科学家研究化合物M（s）催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M（s）生成化合物N（s）的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态（已知：1 eV＝96 kJ·mol－1）。写出该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－、Cl（x＝1、2、3、4）的能量相对大小。
①D是 （填离子符号）。
②BA＋C反应的热化学方程式为 （用离子符号表示）。
3.（依据计算结果书写）计算反应热并书写下列反应的热化学方程式。
（1）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 。
（2）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 。
（3）断开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，写出2 mol NH3分解的热化学方程式： 。
“五审法”正确判断、书写热化学方程式
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·湖南高考）理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点。（ ）
（2）（2024·北京高考）葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应。（ ）
（3）（2024·江苏高考）SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变。（ ）
（4）（2024·广东高考）嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机，燃烧时存在化学能转化为热能。（ ）
（5）（2024·广东高考）向适量NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O中滴加浓盐酸，烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH＜0的反应。（ ）
2.（2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.E2＝1.41 eV
B.步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
3.按要求填空：
（1）（2024·河北高考）工业制备硫酰氯的原理如下：
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）。
（2）（2023·天津高考）SO2（g）氧化生成80 g SO3（g）放出热量98.3 kJ，该反应的热化学方程式为
。
（3）（2023·重庆高考）乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛（AA），其图示如下：
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 kJ·mol－1。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为 。
第30讲 反应热 热化学方程式
【考点·全面突破】
考点一
必备知识夯实
1.（2）等于 2.（1）吸热 ＞ ＜ 放热 （3）③⑥⑦⑧⑨ ①②④⑤
易错辨析
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）× （6）√
关键能力突破
1.（1）＜ （2）吸热 放热 （3）E E1 E2＋｜ΔH｜ E＋｜ΔH｜
2.小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*COOH*＋2H*＋OH*（或H2O*H*＋OH*）
解析：根据题给图像，初始时反应物的相对总能量为0，反应后生成物的相对总能量为－0.72 eV，则该反应为放热反应，即ΔH小于0。由题给图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正＝1.86 eV－（－0.16 eV）＝2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH*＋H*＋H2O*和结束时生成物COOH*＋2H*＋OH*，可得该步骤的化学方程式为COOH*＋H*＋H2O*COOH*＋2H*＋OH*（或H2O*H*＋OH*）。
3.B ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，B正确。
4.＋124 kJ·mol－1
解析：ΔH＝E（C—C）＋6E（C—H）－E（CC）－4E（C—H）－E（H—H）＝（347＋6×414－615－4×414－436）kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。
5.（88.5－94a）
解析：由题图可知，铁、碳的标准焓都为0，氧化亚铁的标准焓为－47a kJ·mol－1，则由题给反应的标准焓变可知，二氧化碳的标准焓Hθ＝（88.5－94a）kJ·mol－1。
考点二
必备知识夯实
1.（2）放出 （3）①s l g ④吸热 放热 CH2CH2（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
2.（1）1 （3）CO2（g） H2O（l） N2（g） CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
关键能力突破
1.（1）× 物质未标明聚集状态
（2）× ΔH单位为kJ·mol－1
（3）√
（4）× 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
（5）× 同素异形体应指明名称
（6）× 液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应带“－”号
2.（1）NO2（g）＋CO（g）NO（g）＋CO2（g）
ΔH＝－234 kJ·mol－1
（2）M（s）＋CO2（g）N（s） ΔH＝－48.96 kJ·mol－1
（3）①Cl ②3ClO－（aq）Cl（aq）＋2Cl－（aq）
ΔH＝－117 kJ·mol－1
解析：（3）①D中氯元素的化合价为＋7价，应为Cl。②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。
3.（1）N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
（2）4CuCl（s）＋O2（g）2CuCl2（s）＋2CuO（s）
ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
（3）2NH3（g）N2（g）＋3H2（g） ΔH＝＋92 kJ·mol－1
【真题·体验品悟】
1.（1）√ （2）√ （3）× （4）√ （5）×
2.C 由能量变化图可知，E2＝0.70 eV－（－0.71 eV）＝1.41 eV，A项正确；由ΔH＝生成物总能量－反应物总能量知，步骤2逆向反应的ΔH＝－0.71 eV－（－1.00 eV）＝＋0.29 eV，B项正确；由能量变化图可知，步骤1的活化能（E1）大于步骤2的活化能（E3），则步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；该过程中甲烷转化为甲醇，实现了甲烷的氧化，D项正确。
3.（1）（E正＋67.59）
（2）2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
（3）①83
②EO（g）AA（g） ΔH＝－102 kJ·mol－1
解析：（1）ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝E正－E逆＝－67.59 kJ·mol－1，则E逆＝（E正＋67.59）kJ·mol－1。
（2）n（SO3）＝＝1 mol，即生成1 mol SO3放出98.3 kJ热量，反应热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。（3）①过渡态物质的总能量与反应物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由题图可知，EO（g）生成AA（g）放出热量（－117 kJ·mol－1）－（－219 kJ·mol－1）＝102 kJ·mol－1，焓变为负值，故热化学方程式为EO（g）AA（g） ΔH＝－102 kJ·mol－1。
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第30讲 反应热 热化学方程式
高中总复习·化学
课标要求
1. 认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道通过化学反应可以实现化学能与其他形式能量的转化，且能量的转化遵循能量守恒定律。
2. 认识化学键的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. 知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状
态等影响。
4. 认识恒温、恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，能进行反应
焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
考点·全面突破
01
真题·体验品悟
02
课时·跟踪检测
03
考点·全面突破
锁定要点，聚焦应用
考点一 反应热 焓变
1. 从宏观和微观两个角度认识反应热和焓变
（1）化学反应的实质和特征
（2）焓和焓变
2. 反应过程中能量变化的原因
（1）从化学键变化角度分析
（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
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
（3）常见的吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
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）的反应、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 。
【提醒】 ①C与CO2高温下生成CO的反应是化合反应，但属于吸热反应。
②H2O2的分解反应是放热反应。
③⑥⑦⑧⑨
①②④⑤
正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（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。 （ × ）
（5）吸热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量。 （ × ）
×
×
×
×
×
（6）吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学
键放出的总能量。 （ √ ）
√
一 反应历程与能量变化的图示分析
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的活
化能为 。
吸热
放热
E
E1
E2＋｜ΔH｜
E＋｜ΔH｜
2. 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。
可知水煤气变换的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：根据题给图像，初始时反应物的相对总能量为0，反应后生成物的
相对总能量为－0.72 eV，则该反应为放热反应，即ΔH小于0。由题给图
像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正＝1.86 eV－（－0.16
eV）＝2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH*＋H*＋H2O*和结束时生成物
COOH*＋2H*＋OH*，可得该步骤的化学方程式为COOH*＋H*＋H2O*
COOH*＋2H*＋OH*（或H2O* H*＋OH*）。
二 根据能量变化图或键能计算ΔH
3. （ΔH与正、逆活化能间的关系）如图是N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化。
反应N2O（g）＋NO（g） N2（g）
＋NO2（g）的焓变为（ ）
A. ΔH＝＋139 kJ·mol－1
B. ΔH＝－139 kJ·mol－1
C. ΔH＝－209 kJ·mol－1
D. ΔH＝－348 kJ·mol－1
√
解析： ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol
－1＝－139 kJ·mol－1，B正确。
4. （ΔH与键能之间的关系）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 。
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。
＋124 kJ·mol－1
5. （ΔH与H之间的关系）实验测得1 000 K时相关变化及数据如图所示：
1 000 K时，反应C（s）＋2FeO（s） 2Fe（s）＋CO2（g）的ΔHθ＝＋
88.5 kJ·mol－1，该温度下CO2（g）的标准焓Hθ＝ kJ·mol－1。
（88.5－ 94a）
解析：由题图可知，铁、碳的标准焓都为0，氧化亚铁的标准焓为－47a
kJ·mol－1，则由题给反应的标准焓变可知，二氧化碳的标准焓Hθ＝（88.5
－94a）kJ·mol－1。
ΔH计算的三个基本公式
（1）ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
（2）ΔH＝∑E（生成物总能量）－∑E（反应物总能量）＝H（生成
物总焓）－H（反应物总焓）。
（3）ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。
【提醒】 常见物质（1 mol）中的化学键数目
物质 CO2 （C O） CH4 （C—H） P4 （P—P） SiO2
（Si—O）
化学键数目/mol 2 4 6 4
物质 石墨 （C—C） 金刚石
（C—C） S8 （S—S） Si
（Si—Si）
化学键数目/mol 1.5 2 8 2
考点二 热化学方程式 燃烧热
1. 描述反应热的工具——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：不仅表明化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能
量变化。例如，2H2（g）＋O2（g） 2H2O（l） ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa下，2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成
2 mol液态H2O时， 571.6 kJ的热量。
放出
①热化学方程式中必须注明反应物和生成物的聚集状态，固体：
液体： 、气体： 、水溶液：aq，若为同素异形体，还要
注明名称。
②书写热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25
℃和101 kPa下的数据。
③热化学方程式中各物质前的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要注明ΔH的符号（“＋”代表 ，“－”代表 ）以及
单位kJ·mol－1。
s
l
g
吸热
放热
（3）书写
、
例如：28 g乙烯气体完全燃烧生成液态水时放出1 411 kJ的热量，该反应的
热化学方程式为
。
CH2 CH2（g）＋3O2（g） 2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1
411 kJ·mol－1
2. 燃烧热
（1）概念：在101 kPa时， 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。
1
（3）对“完全燃烧”的理解
燃烧元素 C H S N
指定产物及
状态 SO2（g）
已知甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，表示甲烷燃烧热的热化学方程式
为
。
CO2（g）
H2O（l）
N2（g）
CH4（g）＋2O2（g） CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
3. 能源及利用
一 热化学方程式的正误判断
1. 判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
（1）2NO2 O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1
。
× 物质未标明聚集状态
（2）3.2 g CH4完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l）时放出178 kJ的热量，
其热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g） CO2（g）＋2H2O（l） ΔH
＝－890 kJ
。
（3）已知N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·mol－1，则NH3
（g） N2（g）＋ H2（g） ΔH＝＋46 kJ·mol－1 。
× ΔH单位为kJ·mol－1
√
（4）在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量
a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＝－2a kJ·mol－1
。
（5）若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方
程式为P4（s） 4P（s） ΔH＝－4b kJ·mol－1
。
× 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
× 同素异形体应指明名称
（6）1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：
N2H4（l）＋O2（g） N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝＋642 kJ·mol－1
。
× 液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应带“－”号
二 热化学方程式的书写
2. （依据图示书写）分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
（1）图甲表示的是NO2（g）和CO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）的
过程中能量变化示意图，请写出NO2（g）和CO（g）反应的热化学方程
式：
。
NO2（g）＋CO（g） NO（g）＋CO2（g） ΔH＝－234
kJ·mol－1
（2）我国科学家研究化合物M（s）催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中
由化合物M（s）生成化合物N（s）的反应过程和相对能量曲线如图乙所
示，TS1、TS2均为过渡态（已知：1 eV＝96 kJ·mol－1）。写出该反应的热
化学方程式： 。
M（s）＋CO2（g） N（s） ΔH＝－48.96 kJ·mol－
1
（3）图丙表示一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、Cl （x＝1、2、3、4）的能量相对大小。
①D是 （填离子符号）。
Cl
②B A＋C反应的热化学方程式为
（用离子符号表示）。
解析： ①D中氯元素的化合价为＋7价，应为Cl 。②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。
3ClO－（aq） Cl （aq）＋
2Cl－（aq） ΔH＝－117 kJ·mol－1
3. （依据计算结果书写）计算反应热并书写下列反应的热化学方程式。
（1）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
。
（2）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
。
（3）断开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436
kJ、391 kJ、946 kJ，写出2 mol NH3分解的热化学方程式：
。
N2H4（g）＋O2（g）
N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
4CuCl（s）＋O2（g） 2CuCl2（s）＋2CuO（s） ΔH＝
－177.6 kJ·mol－1
2NH3（g）
N2（g）＋3H2（g） ΔH＝＋92 kJ·mol－1
“五审法”正确判断、书写热化学方程式
真题·体验品悟
感悟高考，明确方向
1. 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）（2024·湖南高考）理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境
无污染等特点。 （ √ ）
（2）（2024·北京高考）葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应。
（ √ ）
（3）（2024·江苏高考）SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变。
（ × ）
（4）（2024·广东高考）嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动
机，燃烧时存在化学能转化为热能。 （ √ ）
√
√
×
√
（5）（2024·广东高考）向适量NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O中滴加浓盐酸，
烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH＜0的反应。 （ × ）
×
2. （2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变
化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. E2＝1.41 eV
B. 步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C. 步骤1的反应比步骤2快
D. 该过程实现了甲烷的氧化
√
解析： 由能量变化图可知，E2＝0.70 eV－（－0.71 eV）＝1.41 eV，
A项正确；由ΔH＝生成物总能量－反应物总能量知，步骤2逆向反应的
ΔH＝－0.71 eV－（－1.00 eV）＝＋0.29 eV，B项正确；由能量变化图
可知，步骤1的活化能（E1）大于步骤2的活化能（E3），则步骤1的反应
比步骤2慢，C项错误；该过程中甲烷转化为甲醇，实现了甲烷的氧化，D
项正确。
3. 按要求填空：
（1）（2024·河北高考）工业制备硫酰氯的原理如下：
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： ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝E正－E逆＝－67.59
kJ·mol－1，则E逆＝（E正＋67.59）kJ·mol－1。
（2）（2023·天津高考）SO2（g）氧化生成80 g SO3（g）放出热量98.3
kJ，该反应的热化学方程式为
。
解析： n（SO3）＝ ＝1 mol，即生成1 mol SO3放出98.3 kJ热
量，反应热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH＝
－196.6 kJ·mol－1
（3）（2023·重庆高考）乙烯与氧气反应生成环氧乙烷（EO）和乙醛
（AA），其图示如下：
①中间体OMC生成吸附态EO（ads）的活化能为 kJ·mol－1。
②由EO（g）生成AA（g）的热化学方程式为
。
83
EO（g） AA（g） ΔH
＝－102 kJ·mol－1
解析： ①过渡态物质的总能量与反应物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由题图可知，EO（g）生成AA（g）放出热量（－117 kJ·mol－1）－（－219 kJ·mol－1）＝102 kJ·mol－1，焓变为负值，故热化学方程式为EO（g） AA（g） ΔH＝－102 kJ·mol－1。
课时·跟踪检测
培优集训，提升素养
一、选择题（本题包括8小题，每小题只有一个选项符合题意）
1. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是
（ ）
A. 直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B. 天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C. 人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应
没有利用价值
D. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
解析： A项，将煤进行脱硫处理、气化处理等深加工后能很好地减少污
染气体，提高燃烧效率，错误；C项，有时需通过吸热反应吸收热量降低
环境温度，有利用价值，错误；D项，天然气是化石燃料，不属于新能
源，错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. （2024·威海模拟）科学家预测“氢能”将是人类社会最理想的新能源，目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 在氢能的利用过程中，H2O可循环使用
B. 开发和利用“氢能”，减少煤炭等化石能源的使用有助于控制臭氧层空
洞的形成
C. 该法制氢的关键是寻找光分解催化剂
D. 利用光电转化可将太阳能转化为电能用于电解水而获得氢气
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 开发和利用“氢能”，减少煤炭等化石能源的使用，可大大减
少二氧化碳、二氧化硫的产生，有利于控制酸雨和温室效应，而臭氧层空
洞与氟利昂有关，与化石燃料无关，B错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. （2024·大同模拟）科学研究表明N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. 该反应为放热反应
B. 反应过程中每生成1 mol N2，转移4 mol电子
C. 反应过程中每生成2 mol N2（g）释放278 kJ热量
D. 1 mol N2O（g）和1 mol NO（g）的总能量比1 mol N2（g）和1 mol NO2
（g）的总能量高
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： A项，由题图可知，生成物总能量低于反应物总能量，该反应为
放热反应，正确；B项，反应的化学方程式为N2O＋NO N2＋NO2，NO
失电子生成NO2，氮元素化合价从＋2价升高到＋4价，故每生成1 mol N2，
有1 mol NO参与反应，转移2 mol电子，错误；C项，由题图可知每生成1
mol N2，释放139 kJ的热量，故反应过程中每生成2 mol N2（g）释放278 kJ
热量，正确；D项，由题图可知，反应物总能量高于生成物总能量，即1
mol N2O（g）和1 mol NO（g）的总能量比1 mol N2（g）和1 mol NO2
（g）的总能量高，正确。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. （2024·深圳模拟）某反应过程中能量变化如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 该反应分为2步进行
B. 总反应焓变为E1－E2＋E3－E4
C. 第一步反应为放热反应，第二步反应为吸热反应
D. 升高温度，第一步反应速率减小，第二步反应速率增加
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： A项，从题图中可以明显看出，该反应分为2步进行，正确；B
项，总反应的焓变等于正反应的活化能－逆反应的活化能，即E1－E2＋E3
－E4，正确；C项，第一步反应中，反应物的总能量高于生成物的总能
量，所以是放热反应，第二步反应中，反应物的总能量低于生成物的总能
量，所以是吸热反应，正确；D项，升高温度，化学反应速率都会增加，
而不是第一步反应速率减小，第二步反应速率增加，错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5. （2024·大连模拟）已知：CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g）
ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1。部分键能数据如表所示。下列说法正确的是（ ）
化学键 C O H—H O—H
键能/（kJ·mol－1） 808 436 464
A. CO中C≡O的键能为1 082.8 kJ·mol－1
B. 该反应为吸热反应，吸热反应必须加热才能进行
C. 当4.48 L CO2完全反应时转移的电子数为0.4NA
D. 1 mol CO2（g）和1 mol H2（g）充分反应生成CO（g）和H2O（g）吸
收41.2 kJ的热量
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： A项，设CO中C≡O的键能为x kJ·mol－1，ΔH＝反应物键能之和
－生成物键能之和＝（2×808＋436－x－2×464）kJ·mol－1＝＋41.2
kJ·mol－1，解得x＝1 082.8，即CO中C≡O的键能为1 082.8 kJ·mol－1，正
确；B项，焓变和反应条件无关，因此吸热反应不一定加热才能进行，错
误；C项，由于未告知CO2所处的状态，无法计算4.48 L CO2的物质的量，
也就无法计算完全反应时转移的电子总数，错误；D项，该反应是可逆反
应，所以1 mol CO2（g）和1 mol H2（g）充分反应生成CO（g）和H2O
（g）吸收的热量小于41.2 kJ，错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6. （2024·房山期末）“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应
过程中的能量变化如图所示。下列有关描述正确的是（ ）
A. 过程Ⅰ是吸热反应
B. 过程Ⅱ发生了化学变化
C. 过程Ⅲ的热化学方程式是SiHCl3（l）＋H2（g） Si（s）＋3HCl
（g） ΔH＝＋238 kJ·mol－1
D. 实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程无需外界能量供给
√
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解析： A项，过程Ⅰ中反应物总能量高于生成物总能量，则过程Ⅰ是放热
反应，错误；B项，过程Ⅱ中，SiHCl3（g）转变为SiHCl3（l），同一物质
三态之间的变化，为物理变化，错误；C项，过程Ⅲ中，反应物总能量小
于生成物总能量，为吸热反应，则热化学方程式为SiHCl3（l）＋H2（g）
Si（s）＋3HCl（g） ΔH＝＋238 kJ·mol－1，正确；D项，粗硅和精
硅的组成不同，能量不同，粗硅变为精硅的过程中能量会损耗，错误。
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7. 一定条件下，三个基元反应的正反应活化能[Ea（正）]和逆反应活化能
[Ea（逆）]如表：
基元反应 Ea（正）/（kJ·mol－1） Ea（逆）/（kJ·mol－1）
Ⅰ 30 55
Ⅱ 70 21
Ⅲ 16 35
正反应为放热反应的是（ ）
A. Ⅰ、Ⅱ B. Ⅰ、Ⅲ
C. Ⅱ、Ⅲ D. Ⅱ
√
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解析： ΔH＝Ea（正）－Ea（逆），基元反应Ⅰ的ΔH＝（30－55）
kJ·mol－1＝－25 kJ·mol－1，基元反应Ⅱ的ΔH＝（70－21）kJ·mol－1＝＋49
kJ·mol－1，基元反应Ⅲ的ΔH＝（16－35）kJ·mol－1＝－19 kJ·mol－1，则反
应Ⅰ、Ⅲ的正反应为放热反应。
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8. 已知：①H2的燃烧热ΔH为－285.8 kJ·mol－1；
②中和反应生成1 mol水时的反应热ΔH为－57.3 kJ·mol－1；
③水的汽化热ΔH为＋44.0 kJ·mol－1。
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A. 2H2（g）＋O2（g） 2H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B. H2O（l） H＋（aq）＋OH－（aq） ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1
C. H2（g）＋ O2（g） H2O（g） ΔH＝－329.8 kJ·mol－1
D. OH－（aq）＋CH3COOH（aq） CH3COO－（aq）＋H2O（l） ΔH
＝＋57.3 kJ·mol－1
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解析： 2H2（g）＋O2（g） 2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
A项错误；强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热
量是57.3 kJ，可表示为H＋（aq）＋OH－（aq） H2O（l） ΔH＝－
57.3 kJ·mol－1，故H2O（l） H＋（aq）＋OH－（aq） ΔH＝＋57.3
kJ·mol－1，B项正确；1 mol氢气燃烧生成气态水时，放出的热量比285.8 kJ
小，C项错误；CH3COOH是弱酸，电离时吸热，发生中和反应时，放出的
热量少，D项错误。
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二、非选择题（本题包括2小题）
9. （1）已知CH3OH（l）的燃烧热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。
解析： 该反应中CH3OH未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。
＜
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（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 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：
。
解析： 当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 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 kJ·mol－1×2＝－290 kJ·mol－1。
2Cl2（g）＋
2H2O（g）＋C（s） 4HCl（g）＋CO2（g） ΔH＝－290 kJ·mol－1
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（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 kJ·mol－1，
则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 。
解析： 4Al（s）＋3TiO2（s）＋3C（s） 2Al2O3（s）＋3TiC（s） ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，每转移12 mol电子放出的热量为1 176 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ＝98 kJ。
98 kJ
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（4）CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
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
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解析： 由反应图示可知图形与化学键对应关系为
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。
H—H
C—O
C O
O—H
C—H
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10. （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，
断键吸收能量，A的能量小于B；B→C是形成化学键的过程，成键放出能
量，B的能量大于C
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（2）已知：CO（g）＋ O2（g） CO2（g） ΔH＝－283 kJ·mol－1。
25 ℃，100 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。
（3）反应（直接脱氢）：C3H8（g） C3H6（g）＋H2（g） ΔH＝＋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。
664.75
271
解析： 反应中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H，故
ΔH＝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。
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（4）CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示：
反应历程中活化能（能垒）最大的化学方程式为
·HOCO＋ H2（g） ，CO2（g）＋H2（g） ·CO（g）＋H2O
（g） ΔH＝ eV·mol－1。
·CO2＋·H＋ H2（g）
·HOCO＋ H2（g）
－2.05NA
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演示完毕 感谢观看
