第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
1.1.5 g火箭燃料偏二甲基肼[（CH3）2NNH2]完全燃烧，放出50 kJ热量，则该条件下偏二甲基肼的摩尔燃烧焓ΔH为（ ）
A.－1 000 kJ·mol－1
B.－1 500 kJ
C.－2 000 kJ·mol－1
D.－2 000 kJ
2.热化学方程式与普通化学方程式不同，下列有关热化学方程式CO（g）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1的说法错误的是（ ）
A.既表示化学反应中的物质变化，又表示化学反应中的能量变化
B.表示1 mol CO（g）与 mol O2（g）完全反应生成1 mol CO2（g）放出283.0 kJ热量
C.CO2（g）CO（g）＋O2（g）ΔH＝＋283.0 kJ·mol－1
D.CO与O2反应生成CO2只能实现化学能向热能的转化
3.下列关于反应热的描述中正确的是（ ）
A.HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和反应反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
B.CO（g）的摩尔燃烧焓是283.0 kJ·mol－1，则2CO2（g）2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋（2×283.0）kJ·mol－1
C.反应热有正负之分，摩尔燃烧焓ΔH全部是正值
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的摩尔燃烧焓
4.C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：①2C（s）＋O2（g）2CO（g）ΔH＝－221 kJ·mol－1
下列推断正确的是（ ）
A.C（s）的摩尔燃烧焓为110.5 kJ·mol－1
B.H2（g）＋O2（g）H2O（g） ΔH＝＋241 kJ·mol－1
C.C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH＝＋130.5 kJ·mol－1
D.由②可知该反应中，反应物化学键的总能量比反应产物化学键的能量高
5.（2024·河南南阳高二月考）已知：①某些化学键的键能如表。
化学键 N—N OO N≡N N—H
键能/（kJ·mol－1） 154 500 942 a
②火箭燃料肼（）的有关化学反应的能量变化如图所示。
则下列说法错误的是（ ）
A.N2比O2稳定
B.表中的a＝194
C.N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534 kJ·mol－1
D.图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1
6.常温下，CuSO4（s）和CuSO4·5H2O（s）溶于水及CuSO4·5H2O（s）受热分解的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.ΔH3＝ΔH1－ΔH2
B.CuSO4·5H2O（s）受热分解是吸热反应
C.将CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高
D.ΔH3＞ΔH2
7.石墨（s）、金刚石（s）的摩尔燃烧焓分别为393.5 kJ·mol－1、395.0 kJ·mol－1。一定量的金刚石、石墨分别与等量的氧气反应生成1 mol CO2气体的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.曲线a对应的热化学方程式为C（s，金刚石）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－395.0 kJ·mol－1
B.曲线b说明二氧化碳的能量一定低于石墨或氧气的能量
C.图中的E2－E1＝1.5 kJ
D.金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，互为同素异形体
8.已知：由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用ΔH（kJ·mol－1）表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0；有关物质的ΔH如图所示，下列有关判断不正确的是（ ）
A.H2O（l）的摩尔生成焓ΔH＜－241.8 kJ·mol－1
B.相同状况下，NH3比N2H4稳定
C.依据上表所给数据，可求得N2H4（l）的摩尔燃烧焓
D.0.5 mol N2（g）与1.5 mol H2 （g）充分反应，放出的热量小于45.9 kJ
9.依据图像写出下列反应的热化学方程式。
（1）已知化学反应A2（g）＋B2（g）2AB（g）的能量变化如图1所示，请写出该反应的热化学方程式：
。
（2）如图2是1 mol NO2（g）和1 mol CO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）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： 。
10.（1）随着化石能源的减少，新能源的开发利用需求日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：
SO2（g）＋I2（g）＋2H2O（g）2HI（g）＋H2SO4（l） ΔH＝a kJ·mol－1
2H2SO4（l）2H2O（g）＋2SO2（g）＋O2（g）
ΔH＝b kJ·mol－1
2HI（g）H2（g）＋I2（g） ΔH＝c kJ·mol－1
则2H2O（g）2H2（g）＋O2（g） ΔH＝ （用含a、b、c的式子表示）kJ·mol－1。
（2）据粗略统计，我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米，这不仅是能源的浪费，也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。
已知CO中的C与O之间以三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH。下表所列为常见化学键的键能数据：
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/（kJ·mol－1） 348 414 436 326.8 1 032 464
则该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。
（3）恒温恒容条件下，硫可以发生如图转化，其反应过程和能量关系如图所示。已知：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
①写出能表示硫的摩尔燃烧焓的热化学方程式： 。
②ΔH2＝ kJ·mol－1。
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
1.C 根据定义可知，摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，即1 mol偏二甲基肼完全燃烧放出的热量为×50 kJ＝2 000 kJ，即ΔH＝－2 000 kJ·mol－1。
2.D CO与O2反应生成CO2为氧化还原反应，可实现化学能向电能的转化，D错误。
3.B 中和反应反应热是以生成1 mol H2O（l）作为标准的，A不正确；摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，B正确，D不正确；摩尔燃烧焓ΔH都是负值，C不正确。
4.C C（s）的摩尔燃烧焓为1 mol C（s）完全反应生成稳定的氧化产物CO2（g）时所放出的热量，因此无法计算C（s）的摩尔燃烧焓，A错误；由②可知反应：H2（g）＋O2（g）H2O（g）的ΔH＝（＋436＋249－2×463）kJ·mol－1＝－241 kJ·mol－1，反应②为放热反应，所以反应物化学键的总能量比反应产物化学键的能量低，B、D错误；根据B可知H2（g）＋O2（g）H2O（g） ΔH＝－241 kJ·mol－1，目标化学方程式的反应热为ΔH＝×（－221 kJ·mol－1）－（－241 kJ·mol－1）＝＋130.5 kJ·mol－1，C正确。
5.B N≡N的键能为942 kJ·mol－1，OO的键能为500 kJ·mol－1，所以N2比O2稳定，A项正确；利用ΔH3建立有关a的等量关系，即ΔH3＝（154＋4a＋500）kJ·mol－1＝（2 752－534）kJ·mol－1，a＝391，B项错误；从图中可以看出，反应物为N2H4（g）＋O2（g），反应产物为N2（g）＋2H2O（g），反应热ΔH＝－534 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534 kJ·mol－1，C项正确；图中的ΔH3＝2 752 kJ·mol－1－534 kJ·mol－1＝＋2 218 kJ·mol－1，D项正确。
6.A 根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，A项错误；CuSO4·5H2O（s）受热分解是吸热反应，B项正确；CuSO4（s）溶于水放出热量，会使溶液温度升高，C项正确；由图可知，ΔH1＞0、ΔH2＜0，ΔH3－ΔH2＝ΔH1，则ΔH3＞ΔH2，D项正确。
7.B 由盖斯定律可知，金刚石转化为石墨的热化学方程式为C（s，金刚石）C（s，石墨） ΔH＝－1.5 kJ·mol－1，则金刚石的总能量大于石墨的总能量，曲线a表示金刚石燃烧的能量变化，热化学方程式为C（s，金刚石）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，A正确；石墨的燃烧反应为放热反应，曲线b说明二氧化碳的能量一定低于石墨和氧气的总能量，B错误；由盖斯定律可知，金刚石转化为石墨的热化学方程式为C（s，金刚石）C（s，石墨） ΔH＝－1.5 kJ·mol－1，则1 mol金刚石转化为1 mol石墨时放出的热量为E2－E1＝1.5 kJ，C正确；金刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，单质中碳原子的排列方式不同，互为同素异形体，D正确。
8.C 气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1 mol H2O（l）时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则H2O（l）的摩尔生成焓ΔH＜－241.8 kJ·mol－1，A项正确；由图可知，N2H4（l）的摩尔生成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1 mol N2H4（l）的反应为吸热反应，NH3（g）的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1 mol NH3（g）的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，NH3比N2H4稳定，B项正确；摩尔燃烧焓是指101 kPa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得N2H4（l）的摩尔燃烧焓，C项错误；氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，不能完全转化，则0.5 mol N2（g）与1.5 mol H2（g）充分反应生成NH3（g）的物质的量小于1 mol，放出的热量小于45.9 kJ，D项正确。
9.（1）A2（g）＋B2（g）2AB（g） ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
（2）NO2（g）＋CO（g）CO2（g）＋NO（g） ΔH＝－234 kJ·mol－1
解析：（1）由图1可知，反应产物的总能量高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。（2）由图2可知，反应产物的总能量低于反应物的总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
10.（1）（2a＋b＋2c） （2）－128.8 （3）①S（s）＋O2（g）SO2（g） ΔH＝－297 kJ·mol－1
②－78.64
解析：（1）将题给热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2可得目标反应2H2O（g）2H2（g）＋O2（g） ΔH＝（2a＋b＋2c）kJ·mol－1。（2）该合成甲醇反应的ΔH＝1 032 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－3×414 kJ·mol－1－326.8 kJ·mol－1－464 kJ·mol－1＝－128.8 kJ·mol－1。（3）①由图可知1 mol S（s）完全燃烧放出的热量为297 kJ，故能表示硫的摩尔燃烧焓的热化学方程式为S（s）＋O2（g）SO2（g） ΔH＝－297 kJ·mol－1。②由图可知，参加反应的n（SO2）＝1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，根据2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，ΔH2＝0.8××（－196.6 kJ·mol－1）＝－78.64 kJ·mol－1。
3 / 4第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
学习目标
1.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。 2.了解盖斯定律及其简单应用。
知识点一 热化学方程式
1.概念
把一个化学反应中 和 同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
2.意义
（1）热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和反应产物，还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量。
（2）实例：
热化学方程式的意义示意图
表示在200 ℃、101 kPa时，1 mol气态H2与1 mol气态I2完全反应，生成2 mol气态HI时，放出14.9 kJ 的热量。
【探究活动】
1.已知在298 K时，N2（g）与H2（g）反应生成1 mol NH3（g），放出46.1 kJ 热量，试写出该反应的热化学方程式。
2.甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水蒸气。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程式是什么？
3.如图是一定温度和压强下，N2和H2反应生成1 mol NH3的反应过程中的能量变化示意图，根据图示，写出工业合成氨的热化学方程式。（ΔH的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）
【归纳总结】
1.热化学方程式的书写
2.热化学方程式正误判断的“五看”
“一看”反应物、反应产物状态是否注明；
“二看”ΔH的“＋”“－”是否与吸热、放热一致；
“三看”ΔH与化学计量数是否对应；
“四看”热化学方程式是否配平；
“五看”ΔH的单位是否为kJ·mol－1或J·mol－1。
提醒：（1）热化学方程式物质前面的化学计量数表示物质的量，可以是整数，也可以是分数。
（2）互为逆反应的热化学方程式其ΔH数值相等，符号相反。
1.已知热化学方程式：2H2（g）＋O2（g）2H2O（l） ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1，则关于热化学方程式2H2O（l）2H2（g）＋O2（g） ΔH2的说法正确的是（ ）
A.热化学方程式中化学计量数既可表示分子个数又可表示物质的量
B.该反应ΔH2大于零
C.该反应ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
D.该反应与上述反应属于可逆反应
2.甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ）
A.2CH4（g）＋4O2（g）2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋1 780 kJ·mol－1
B.CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝＋890 kJ·mol－1
C.CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890 kJ·mol－1
D.2CH4（g）＋4O2（g）2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－890 kJ·mol－1
3.（1）稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水放出57.3 kJ热量，则该反应的热化学方程式为
。
（2）NA表示阿伏加德罗常数的值，在2 mol C2H2（g）完全燃烧生成CO2气体和液态水的反应中，当有5NA个电子转移时，放出649.75 kJ热量，则该反应的热化学方程式为 。
知识点二 盖斯定律及其应用
1.盖斯定律
（1）概念：一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成， 都是一样的。
（2）焓变的特点
①化学反应的焓变只与反应的 有关，与反应的途径无关。
②反应焓变一定。若反应物A变为反应产物D，可以有两个途径，如图所示。
a.由A直接变成D，反应热为ΔH；
b.由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则有ΔH＝ 。
2.盖斯定律的应用
（1）科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。
（2）方法——“叠加法”
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
【探究活动】
硝酸铵可以用作化肥，同时也是一种烈性炸药。其中生产硝酸铵的主要原料是氨气及硝酸。若硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
①CH4（g）＋4NO2（g）4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
交流讨论
1.写出甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式？
2.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH是多少？
【归纳总结】
1.虚拟路径法
设计合理的反应途径，求某反应的ΔH。
ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
2.加和法
由已知热化学方程式写目标热化学方程式。
3.解题注意事项
（1）热化学方程式同时乘以或除以某数时，反应热数值也必须乘以或除以该数。
（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也要随之相加减，所求之和为其代数和。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”必须随之改变。
1.氨基甲酸铵（H2NCOONH4）为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知：Ⅰ.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）
ΔH1＝－92.2 kJ·mol－1
Ⅱ.C（s）＋O2（g）CO2（g）
ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
Ⅲ.N2（g）＋3H2（g）＋C（s）＋O2（g）H2NCOONH4（s） ΔH3＝－645.7 kJ·mol－1
写出H2NCOONH4（s）分解生成NH3（g）与CO2（g）的热化学方程式： 。
2.已知：C（s）＋O2（g）CO（g） ΔH。
该反应的ΔH无法直接测得。但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
①C（s）＋O2（g）CO2（g）ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO（g）＋O2（g）CO2（g） ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ （用含ΔH1、ΔH2的式子表示）。则C（s）与O2（g）反应生成CO（g）的热化学方程式为 。
知识点三 能源、反应热的大小比较与计算
1.能源
能为人类提供 的物质或者物质运动，包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
2.我国能源结构及特点
（1）能源消费结构
我国能源消费结构以 为主，以石油、天然气为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。
（2）我国能源结构的特点
①能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。
②能源结构不平衡、资源分布不均衡。
3.实现能源可持续发展的措施
（1）必须“开源”，即开发 等新能源。
（2）需要“节流”，加大节能减排力度，提高能源利用率等。
4.摩尔燃烧焓
（1）概念
在一定反应温度和压强条件下， 纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。
（2）部分产物要求
指定物质所含元素 N H C
产物
5.反应热的计算方法
计算依据 计算方法
热化学方程式 热化学方程式可以左右颠倒，同时改变ΔH的正负号，各物质化学式前的系数及ΔH数值的绝对值可以同时扩大或缩小相同的倍数
盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式
摩尔燃烧焓 ΔH＝－n（燃料）×燃料的摩尔燃烧焓数值的绝对值
化学键的变化 ΔH＝反应物中的化学键断裂所吸收的能量之和－反应产物中的化学键形成所放出的能量之和
反应物和反应产物的总能量 ΔH＝E反应产物－E反应物
图像信息 ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＝（a－b）kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1（a、b、c均大于零）
ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＝（a－b）kJ·mol－1＝＋c kJ·mol－1（a、b、c均大于零）
【探究活动】
灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn（白，s）＋2HCl（aq）SnCl2（aq）＋H2（g） ΔH1
②Sn（灰，s）＋2HCl（aq）SnCl2（aq）＋H2（g） ΔH2
③Sn（灰，s）Sn（白，s） ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
交流讨论
试比较①②中ΔH的大小，并判断锡单质在常温下以灰锡还是白锡的形式存在？
【归纳总结】
1.依照规律、经验和常识直接比较ΔH的大小
（1）吸热反应的ΔH一定比放热反应的ΔH大（前者ΔH大于0，后者ΔH小于0）。
（2）物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH反而越小。
（3）等量的可燃物完全燃烧放出的热量一定比不完全燃烧所放出的热量多，但ΔH小。
（4）同一反应，反应产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物质燃烧所放出的热量多。
（5）同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质所放出的热量多。
（6）中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱（或强碱与弱酸、弱碱与弱酸）的稀溶液反应放出的热量多，但ΔH小。
（7）对于可逆反应，由于反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热的绝对值。例如：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197 kJ·mol－1，则向密闭容器中通入2 mol SO2（g）和1 mol O2（g），反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。
2.利用盖斯定律比较ΔH的大小
（1）同一反应，生成物状态不同时：
①A（g）＋B（g）C（g） ΔH1＜0
②A（g）＋B（g）C（l） ΔH2＜0
反应②－①为C（g）C（l） ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3＜0，所以ΔH2＜ΔH1。
（2）同一反应，反应物状态不同时：
①A（g）＋B（g）C（g） ΔH1＜0
②A（s）＋B（g）C（g） ΔH2＜0
因为ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH1。
1.受全球低碳节能环保理念以及我国“双碳”政策的影响，“地沟油”华丽变身，用于生产生物柴油。下列说法不合理的是（ ）
A.生物柴油不属于化石能源
B.“地沟油”经过加工处理可用作生物柴油，实现了厨余垃圾的合理利用
C.生物柴油的燃烧需要点燃，属于吸热反应
D.生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
2.（2025·山东泰安高二期中）化学反应往往伴随着能量变化，下列说法正确的是（ ）
A.白锡转化为灰锡的反应焓变为ΔH＝－2.18 kJ·mol－1，则白锡比灰锡更稳定
B.已知2H2（g）＋O2（g）2H2O（g） ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的摩尔燃烧焓为－241.8 kJ·mol－1
C.相同条件下，S（g）＋O2（g）SO2（g） ΔH1；S（s）＋O2（g）SO2（g） ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
D.同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH相同
3.我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：若键能是断裂1 mol键所吸收的能量或形成1 mol键所放出的能量，几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键 H—O键 OO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2 mol水，则下列说法错误的是（ ）
A.总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D.过程Ⅲ属于放热反应
能力培养 中和反应反应热与摩尔燃烧焓的计算（理解与辨析）
1.乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g）C2H4（g）＋H2（g） ΔH，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表所示：
物质 C2H6（g） C2H4（g） H2（g）
摩尔燃烧焓ΔH/（kJ·mol－1） －1 560 －1 411 －286
（1）分别写出表示C2H6（g）、C2H4（g）、H2（g）摩尔燃烧焓的热化学方程式。
（2）计算上述反应的ΔH＝ kJ·mol－1。
2.已知反应：①101 kPa时，2C（s）＋O2（g）2CO（g） ΔH＝－221 kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。下列结论正确的是（ ）
A.碳的摩尔燃烧焓ΔH＜－110.5 kJ·mol－1
B.①的反应热为221 kJ·mol－1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1
D.稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出 57.3 kJ 的热量
【规律方法】
摩尔燃烧焓、中和反应反应热的理解辨析
（1）当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示摩尔燃烧焓时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
（2）描述反应热时，不论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”“－”符号，如某反应的反应热（或焓变）为ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋Q kJ·mol－1。
（3）由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和反应反应热和摩尔燃烧焓时可不带“－”号，但用ΔH表示时，必须带“－”号。
【迁移应用】
1.判断下列说法是否正确。
（1）已知CH3OH（l）的摩尔燃烧焓ΔH＝－238.6 kJ·mol－1，则CH3OH（l）＋O2（g）CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－238.6 kJ·mol－1。（ ）
（2）CO（g）的摩尔燃烧焓ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则表示CO（g）摩尔燃烧焓的热化学方程式为2CO（g）＋O2（g）2CO2（g） ΔH＝－566.0 kJ·mol－1。（ ）
（3）甲烷的摩尔燃烧焓ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890 kJ·mol－1。（ ）
（4）用稀硫酸和NaOH溶液反应表示中和反应反应热的热化学方程式为H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1。（ ）
（5）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。（ ）
（6）已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98％的浓硫
酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol 水的中和反应反应热为－57.3 kJ·mol－1。（ ）
2.下列说法正确的是（ ）
A.葡萄糖的摩尔燃烧焓是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6（s）＋3O2（g）3CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
B.在一定条件下将1 mol SO2和0.5 mol O2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2 kJ，则反应的热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－158.4 kJ·mol－1
C.已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D.已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol水的中和反应反应热为－57.3 kJ·mol－1
3.肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25 ℃、101 kPa时，16 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出312 kJ热量，写出表示N2H4摩尔燃烧焓的热化学方程式： 。
1.（2025·山东济宁高二期中）各相关物质的摩尔燃烧焓数据如下表。下列热化学方程式正确的是（ ）
物质 C2H6（g） C2H4（g） H2（g）
ΔH/（kJ·mol－1） －1 559.8 －1 411 －285.8
A.2C2H6（g）＋7O2（g）4CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
B.C2H4（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
C.C2H6（g）C2H4（g）＋H2（g）ΔH＝＋137 kJ·mol－1
D.2H2O（l）2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
2.H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A.ΔH4＞0
B.ΔH1＜0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.ΔH3＞ΔH4
3.下列热化学方程式或叙述正确的是（ ）
A.1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成N2和水蒸气，放出536 kJ热量：N2H4（l）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝＋536 kJ·mol－1
B.12 g石墨转化为CO（g）时，放出110.5 kJ热量：2C（s，石墨）＋O2（g）2CO（g） ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
C.H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀Ba（OH）2和稀硫酸完全反应生成1 mol H2O（l）时，放出热量大于57.3 kJ
D.已知N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）充分反应放出 46.1 kJ 热量
4.由甲醇制备二甲醚涉及如下反应：
（ⅰ）2CH3OH（g）C2H4（g）＋2H2O（g） ΔH1；
（ⅱ）2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH2。
反应过程中的能量变化如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A.ΔH1＜ΔH2
B.反应（ⅱ）为吸热反应
C.C2H4（g）＋H2O（g）CH3OCH3（g） ΔH＝－5.2 kJ·mol－1
D.相同条件下，CH3OCH3（g）比C2H4（g）稳定
5.回答下列问题：
（1）对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义，还可以得到合成气（CO和H2）。
已知：①CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g） ΔH1＝＋206.2 kJ·mol－1
②CH4（g）＋2H2O（g）CO2（g）＋4H2（g）
ΔH2＝＋165.0 kJ·mol－1
写出该催化重整反应的热化学方程式： 。
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成 92 g NO2需要吸收67.8 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为 。
（3）乙烯的产量可作为衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。乙烯可由乙烷裂解得到：C2H6（g）C2H4（g）＋H2（g），相关化学键的键能数据如下表所示，则上述反应的ΔH等于 。
化学键 C—H C—C CC H—H
键能/（kJ·mol－1） 410 345 610 430
（4）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（g）＋O2（g）SO3（g） ΔH＝－98 kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5（s）与SO2（g）反应生成VOSO4（s）和V2O4（s）的热化学方程式为 。
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
知识点一
1.物质的变化 反应的焓变
探究活动
1.提示：N2（g）＋H2（g）NH3（g）ΔH＝－46.1 kJ·mol－1。
2.提示：1 g SiH4自燃放出44.6 kJ热量，则1 mol SiH4自燃放出1 427.2 kJ的热量，即SiH4（g）＋2O2（g）SiO2（s）＋2H2O（g） ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1。
3.提示：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝2（Q1－Q2）kJ·mol－1。
对点训练
1.B 该热化学方程式中化学计量数只表示物质的量，不表示微粒数，A错误；由题意知2H2O（l）2H2（g）＋O2（g） ΔH2＝＋571.6 kJ·mol－1，该反应ΔH大于零，B正确，C错误；可逆反应是指在相同条件下，正、逆反应同时进行的反应，氢气燃烧和水的分解反应条件不同，不是可逆反应，D错误。
2.C 0.25 mol CH4完全燃烧放出222.5 kJ的热量，则1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ的热量，2 mol CH4完全燃烧放出1 780 kJ的热量。
3.（1）HCl（aq）＋NaOH（aq）NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
（2）2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－2 599 kJ·mol－1
解析：（1）稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水的热化学方程式为HCl（aq）＋NaOH（aq）NaCl（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。（2）C2H2被氧化成CO2，碳元素化合价从－1价升高到＋4价，当有5NA个电子转移时，生成1 mol CO2，则该反应的热化学方程式为2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝4×（－649.75 kJ·mol－1）＝－2 599 kJ·mol－1。
知识点二
1.（1）反应热 （2）①始态和终态 ②ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
探究活动
1.提示：根据盖斯定律，由×（①＋②）可得目标热化学方程式：CH4（g）＋2NO2（g）CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g） ΔH＝－867 kJ·mol－1。
2.提示：ΔH＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1。
对点训练
1.H2NCOONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g） ΔH＝＋160 kJ·mol－1
解析：根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得H2NCOONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g） ΔH＝＋160 kJ·mol－1。
2.ΔH1－ΔH2 C（s）＋O2（g）CO（g） ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
解析：根据已知条件，可以虚拟如图过程：
由盖斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1，热化学方程式是C（s）＋O2（g）CO（g） ΔH＝－110.5 kJ·mol－1。
知识点三
1.能量 2.（1）煤 3.（1）核能、风能、太阳能 4.（1）1 mol （2）N2（g） H2O（l） CO2（g）
探究活动
提示：由于②－①＝③，因此ΔH3＝ΔH2－ΔH1＞0，ΔH2＞ΔH1；由③可知，当温度高于13.2 ℃时锡单质以白锡形式存在。
对点训练
1.C “地沟油”主要成分是高级脂肪酸甘油酯，其经过加工处理可用作生物柴油，可以作燃料油使用，燃料燃烧反应属于放热反应，反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，C错误。
2.D 白锡转化为灰锡放出热量，则灰锡的能量更低，灰锡更稳定，A错误；氢气摩尔燃烧焓是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，选项中生成的是气态水，B错误；固态硫转化为气态硫需要吸收热量，第二个反应放出的热量更少，ΔH2＞ΔH1，C错误；ΔH只与反应物和反应产物总能量的差值有关，与反应条件无关，同温同压下，该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同，D正确。
3.D 反应过程中分解了2 mol水，由图可知，生成了2 mol H2和1 mol O2，总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，A项正确；过程Ⅰ中断裂了2 mol H2O中H—O键，吸收能量（463×2）kJ＝926 kJ，B项正确；过程Ⅱ中生成1 mol H2O2中O—O键和1 mol H2中H—H键，放出能量（138＋436）kJ＝574 kJ，C项正确；过程Ⅲ可表示为H2O2H2↑＋O2↑，该反应的ΔH＝（2×463＋138－436－496） kJ·mol－1＝132 kJ·mol－1，为吸热反应，D项错误。
能力培养
1.（1）提示：①C2H6（g）＋O2（g）2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH1＝－1 560 kJ·mol－1
②C2H4（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH2＝－1 411 kJ·mol－1
③H2（g）＋O2（g）H2O（l） ΔH＝－286 kJ·mol－1。
（2）提示：根据盖斯定律将（1）中反应①－②－③可得ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝＋137 kJ·mol－1。
2.提示：由于2C（s）＋O2（g）2CO（g）生成的CO不是稳定的氧化物，因此＝110.5 kJ·mol－1不是碳的摩尔燃烧焓，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的摩尔燃烧焓ΔH＜－110.5 kJ·mol－1，A正确；反应热的表示包含三部分：“符号”“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，C错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ，D错误。
迁移应用
1.（1）× （2）× （3）× （4）× （5）× （6）×
2.A 摩尔燃烧焓是指1 mol纯物质完全燃烧放出的热量，故 mol葡萄糖燃烧放出热量1 400 kJ，A正确；B项中反应为可逆反应，1 mol SO2和0.5 mol O2反应生成的SO3小于1 mol，故2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＜－158.4 kJ·mol－1；一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ；氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1 mol水放出的热量大于57.3 kJ，B、C、D错误。
3.N2H4（l）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－624 kJ·mol－1
解析：摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强条件下，1 mol 纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，故必须保证N2H4的物质的量为1 mol，完全燃烧后生成N2（g）和H2O（l）。燃烧为放热反应，则有
N2H4（l）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－Q kJ·mol－1
32 g Q kJ
16 g 312 kJ
＝，解得Q＝624，则表示N2H4摩尔燃烧焓的热化学方程式为N2H4（l）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－624 kJ·mol－1。
【随堂演练】
1.C 摩尔燃烧焓指在某一温度和压强下1 mol某物质完全燃烧时生成指定物质的反应热。C2H6（g）＋O2（g）2CO2（g）＋3H2O（l），ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，A项错误；C2H4（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋2H2O（l），ΔH＝－1 411 kJ·mol－1，B项错误；①C2H6（g）＋O2（g）2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，②C2H4（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1 411 kJ·mol－1，③H2（g）＋O2（g）H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，①－②－③得C2H6（g）C2H4（g）＋H2（g） ΔH＝＋137 kJ·mol－1，C项正确；H2（g）＋O2（g）H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则2H2O（l）2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1×2＝＋571.6 kJ·mol－1，D项错误。
2.C H2（g）和Cl2（g）化合生成HCl（g）的反应是放热反应，所以ΔH4＜0，A错误；断裂化学键需要吸收能量，ΔH1＞0，B错误；1 mol Cl2（g）和1 mol H2（g）反应生成2 mol HCl（g）的过程可以分解为三步：1 mol Cl2（g）转化为2 mol Cl（g）、1 mol H2（g）转化为2 mol H（g）、2 mol Cl（g）和2 mol H（g）结合生成2 mol HCl（g），所以根据盖斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0，C正确；断裂化学键需要吸收能量，所以2 mol Cl（g）和2 mol H（g）直接结合生成2 mol HCl（g）放出的热量高于1 mol氢气和1 mol氯气反应生成2 mol HCl（g）放出的热量，放热反应的ΔH＜0，所以ΔH3＜ΔH4，D错误。
3.C 由已知信息可知该反应为放热反应，ΔH＜0，A项错误；12 g（1 mol）石墨转化为CO（g）时，放出110.5 kJ热量，则2 mol石墨转化为CO（g）放出221 kJ热量，所以2C（s，石墨）＋O2（g）2CO（g） ΔH＝－221 kJ·mol－1，B项错误；Ba（OH）2与H2SO4除了发生中和反应生成水放出热量之外，还有Ba2＋与S结合生成硫酸钡沉淀放出的热量，所以放出的热量大于57.3 kJ，C项正确；该反应为可逆反应，N2和H2不能全部转化为NH3，所以在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2（g）和1.5 mol H2（g）充分反应放出的热量小于46.1 kJ，D项错误。
4.A 根据题图可知，ΔH1＝－29.1 kJ·mol－1，ΔH2＝－23.9 kJ·mol－1，则ΔH1＜ΔH2，反应（ⅱ）为放热反应，A项正确，B项错误；根据盖斯定律，由反应（ⅱ）－反应（ⅰ）可得反应C2H4（g）＋H2O（g）CH3OCH3（g），则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1－（－29.1 kJ·mol－1）＝＋5.2 kJ·mol－1，即C2H4（g）和H2O（g）的总能量小于CH3OCH3（g）的能量，故相同条件下，C2H4（g）比CH3OCH3（g）稳定，C、D项错误。
5.（1）CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g）ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1
（2）N2（g）＋2O2（g）2NO2（g）ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
（3）＋125 kJ·mol－1
（4）2V2O5（s）＋2SO2（g）2VOSO4（s）＋V2O4（s） ΔH＝－351 kJ·mol－1
解析：（1）根据盖斯定律，将①×2－②，整理可得CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1。（2）N2与O2完全反应产生NO2，反应方程式为N2＋2O22NO2，反应每产生92 g NO2气体，吸收67.8 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为N2（g）＋2O2（g）2NO2（g） ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1。（3）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成反应产物化学键释放的总能量的差，根据各个化学键键能大小可知，反应C2H6（g）C2H4（g）＋H2（g）的反应热ΔH＝（6×410 kJ·mol－1＋345 kJ·mol－1）－（4×410 kJ·mol－1＋610 kJ·mol－1＋430 kJ·mol－1）＝＋125 kJ·mol－1。（4）由信息可知①V2O4（s）＋2SO3（g）2VOSO4（s） ΔH1＝－399 kJ·mol－1；②V2O4（s）＋SO3（g）V2O5（s）＋SO2（g） ΔH2＝－24 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②×2得：2V2O5（s）＋2SO2（g）2VOSO4（s）＋V2O4（s） ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝（－399 kJ·mol－1）－2×（－24 kJ·mol－1）＝－351 kJ·mol－1。
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第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
1.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。
2.了解盖斯定律及其简单应用。
学习目标
目 录
知识点一 热化学方程式
知识点二 盖斯定律及其应用
知识点三 能源、反应热的大小比较与计算
能力培养 中和反应反应热与摩尔燃烧焓的计算（理解与辨析）
随堂演练
课时作业
知识点一
热化学方程式
1. 概念
把一个化学反应中 和 同时表示出来的化学
方程式称为热化学方程式。
物质的变化
反应的焓变
2. 意义
（1）热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和反应产物，还表明
了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量。
（2）实例：
热化学方程式的意义示意图
表示在200 ℃、101 kPa时，1 mol气态H2与1 mol气态I2完全反应，生成2
mol气态HI时，放出14.9 kJ 的热量。
【探究活动】
1. 已知在298 K时，N2（g）与H2（g）反应生成1 mol NH3（g），放出
46.1 kJ 热量，试写出该反应的热化学方程式。
提示： N2（g）＋ H2（g） NH3（g）ΔH＝－46.1 kJ·mol－1。
2. 甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成
SiO2和水蒸气。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程
式是什么？
提示：1 g SiH4自燃放出44.6 kJ热量，则1 mol SiH4自燃放出1 427.2 kJ的热
量，即SiH4（g）＋2O2（g） SiO2（s）＋2H2O（g） ΔH＝－1
427.2 kJ·mol－1。
3. 如图是一定温度和压强下，N2和H2反应生成1 mol NH3的反应过程中的
能量变化示意图，根据图示，写出工业合成氨的热化学方程式。（ΔH的
数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）
提示：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝2（Q1－Q2）kJ·mol－1。
【归纳总结】
1. 热化学方程式的书写
2. 热化学方程式正误判断的“五看”
“一看”反应物、反应产物状态是否注明；
“二看”ΔH的“＋”“－”是否与吸热、放热一致；
“三看”ΔH与化学计量数是否对应；
“四看”热化学方程式是否配平；
“五看”ΔH的单位是否为kJ·mol－1或J·mol－1。
提醒：（1）热化学方程式物质前面的化学计量数表示物质的量，可以是
整数，也可以是分数。
（2）互为逆反应的热化学方程式其ΔH数值相等，符号相反。
1. 已知热化学方程式：2H2（g）＋O2（g） 2H2O（l） ΔH1＝－
571.6 kJ·mol－1，则关于热化学方程式2H2O（l） 2H2（g）＋O2（g）
ΔH2的说法正确的是（ ）
A. 热化学方程式中化学计量数既可表示分子个数又可表示物质的量
B. 该反应ΔH2大于零
C. 该反应ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
D. 该反应与上述反应属于可逆反应
√
解析：该热化学方程式中化学计量数只表示物质的量，不表示微粒数，A错误；由题意知2H2O（l） 2H2（g）＋O2（g） ΔH2＝＋571.6 kJ·mol－1，该反应ΔH大于零，B正确，C错误；可逆反应是指在相同条件下，正、逆反应同时进行的反应，氢气燃烧和水的分解反应条件不同，不是可逆反应，D错误。
2. 甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放
出222.5 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ）
解析： 0.25 mol CH4完全燃烧放出222.5 kJ的热量，则1 mol CH4完全燃
烧放出890 kJ的热量，2 mol CH4完全燃烧放出1 780 kJ的热量。
√
3. （1）稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水放出57.3 kJ热量，则
该反应的热化学方程式为
。
解析：稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol液态水的热化学方程式为
HCl（aq）＋NaOH（aq） NaCl（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。
HCl（aq）＋NaOH（aq） NaCl（aq）＋
H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
（2）NA表示阿伏加德罗常数的值，在2 mol C2H2（g）完全燃烧生成CO2
气体和液态水的反应中，当有5NA个电子转移时，放出649.75 kJ热量，则
该反应的热化学方程式为
。
解析：C2H2被氧化成CO2，碳元素化合价从－1价升高到＋4价，当有5NA
个电子转移时，生成1 mol CO2，则该反应的热化学方程式为2C2H2（g）＋
5O2（g） 4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝4×（－649.75 kJ·mol－1）
＝－2 599 kJ·mol－1。
2C2H2（g）＋5O2（g） 4CO2（g）＋2H2O
（l） ΔH＝－2 599 kJ·mol－1
知识点二
盖斯定律及其应用
1. 盖斯定律
（1）概念：一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，
都是一样的。
（2）焓变的特点
①化学反应的焓变只与反应的 有关，与反应的途径无关。
②反应焓变一定。若反应物A变为反应产物D，可以有两个途径，如图
所示。
反应热
始态和终态
a.由A直接变成D，反应热为ΔH；
b.由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。
则有ΔH＝ 。
ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
2. 盖斯定律的应用
（1）科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖
斯定律计算求得。
（2）方法——“叠加法”
若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应
的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。
【探究活动】
硝酸铵可以用作化肥，同时也是一种烈性炸药。其中生产硝酸铵的主要
原料是氨气及硝酸。若硝酸厂的尾气直接排放将污染空气，目前科学家探
索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水，其反应机理为：
①CH4（g）＋4NO2（g） 4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4（g）＋4NO（g） 2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
交流讨论
1. 写出甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式？
提示：根据盖斯定律，由 ×（①＋②）可得目标热化学方程式：CH4
（g）＋2NO2（g） CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g） ΔH＝－867
kJ·mol－1。
2. 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，
其ΔH是多少？
提示：ΔH＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1。
【归纳总结】
1. 虚拟路径法
设计合理的反应途径，求某反应的ΔH。
ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。
2. 加和法
由已知热化学方程式写目标热化学方程式。
3. 解题注意事项
（1）热化学方程式同时乘以或除以某数时，反应热数值也必须乘以或除
以该数。
（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也要随之
相加减，所求之和为其代数和。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”必须随之改变。
1. 氨基甲酸铵（H2NCOONH4）为尿素生产过程的中间产物，易分解。某
小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知：Ⅰ.N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） ΔH1＝－92.2 kJ·mol－1
Ⅱ.C（s）＋O2（g） CO2（g）ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
Ⅲ.N2（g）＋3H2（g）＋C（s）＋O2（g） H2NCOONH4（s） ΔH3＝
－645.7 kJ·mol－1
写出H2NCOONH4（s）分解生成NH3（g）与CO2（g）的热化学方程
式： 。
解析：根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得H2NCOONH4（s） 2NH3（g）＋
CO2（g） ΔH＝＋160 kJ·mol－1。
H2NCOONH4（s） 2NH3（g）＋CO2（g） ΔH＝＋160 kJ·mol－1
2. 已知：C（s）＋ O2（g） CO（g） ΔH。
该反应的ΔH无法直接测得。但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
①C（s）＋O2（g） CO2（g）ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②CO（g）＋ O2（g） CO2（g） ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ （用含ΔH1、ΔH2
的式子表示）。则C（s）与O2（g）反应生成CO（g）的热化学方程式
为 。
ΔH1－ΔH2
C（s）＋ O2（g） CO（g） ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
解析：根据已知条件，可以虚拟如图过程：由盖斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1，热化学方程式是C（s）＋ O2（g） CO（g） ΔH＝－110.5 kJ·mol－1。
知识点三
能源、反应热的大小比较与计算
1. 能源
能为人类提供 的物质或者物质运动，包括太阳能、风能、水能、
生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。
2. 我国能源结构及特点
（1）能源消费结构
我国能源消费结构以 为主，以石油、天然气为辅，以水能、核能、
风能、太阳能为补充。
（2）我国能源结构的特点
①能源总量丰富，但人均能源可采储量远低于世界平均水平。
②能源结构不平衡、资源分布不均衡。
能量
煤
3. 实现能源可持续发展的措施
（1）必须“开源”，即开发 等新能源。
（2）需要“节流”，加大节能减排力度，提高能源利用率等。
核能、风能、太阳能
4. 摩尔燃烧焓
（1）概念
在一定反应温度和压强条件下， 纯物质完全氧化为同温下的指定
产物时的焓变。
（2）部分产物要求
指定物质所含元素 N H C
产物
1 mol
N2（g）
H2O（l）
CO2（g）
5. 反应热的计算方法
计算依据 计算方法
热化学方 程式 热化学方程式可以左右颠倒，同时改变ΔH的正负号，各物
质化学式前的系数及ΔH数值的绝对值可以同时扩大或缩小
相同的倍数
盖斯定律 根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括
其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式
摩尔燃烧焓 ΔH＝－n（燃料）×燃料的摩尔燃烧焓数值的绝对值
化学键 的变化 ΔH＝反应物中的化学键断裂所吸收的能量之和－反应产物
中的化学键形成所放出的能量之和
计算依据 计算方法
反应物和反应产
物的总能量 ΔH＝E反应产物－E反应物
图像信息
ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＝（a－b）kJ·mol－1＝－c
kJ·mol－1（a、b、c均大于零）
计算依据 计算方法
图像信息
ΔH＝（E2－E1）kJ·mol－1＝（a－b）kJ·mol－1＝＋c
kJ·mol－1（a、b、c均大于零）
【探究活动】
灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn（白，s）＋2HCl（aq） SnCl2（aq）＋H2（g） ΔH1
②Sn（灰，s）＋2HCl（aq） SnCl2（aq）＋H2（g） ΔH2
③Sn（灰，s） Sn（白，s） ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
交流讨论
试比较①②中ΔH的大小，并判断锡单质在常温下以灰锡还是白锡的形
式存在？
提示：由于②－①＝③，因此ΔH3＝ΔH2－ΔH1＞0，ΔH2＞ΔH1；由③可
知，当温度高于13.2 ℃时锡单质以白锡形式存在。
【归纳总结】
1. 依照规律、经验和常识直接比较ΔH的大小
（1）吸热反应的ΔH一定比放热反应的ΔH大（前者ΔH大于0，后者ΔH
小于0）。
（2）物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH反而
越小。
（3）等量的可燃物完全燃烧放出的热量一定比不完全燃烧所放出的热量
多，但ΔH小。
（4）同一反应，反应产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物
质燃烧所放出的热量多。
（5）同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物
质所放出的热量多。
（6）中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱
（或强碱与弱酸、弱碱与弱酸）的稀溶液反应放出的热量多，但ΔH小。
（7）对于可逆反应，由于反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸
收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热的绝对值。例如：2SO2
（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH＝－197 kJ·mol－1，则向密闭容器中通
入2 mol SO2（g）和1 mol O2（g），反应达到平衡后，放出的热量要小于
197 kJ。
2. 利用盖斯定律比较ΔH的大小
（1）同一反应，生成物状态不同时：
①A（g）＋B（g） C（g） ΔH1＜0
②A（g）＋B（g） C（l） ΔH2＜0
反应②－①为C（g） C（l） ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3＜0，所以
ΔH2＜ΔH1。
②A（s）＋B（g） C（g） ΔH2＜0
因为ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH1。
（2）同一反应，反应物状态不同时：
①A（g）＋B（g） C（g） ΔH1＜0
1. 受全球低碳节能环保理念以及我国“双碳”政策的影响，“地沟油”华
丽变身，用于生产生物柴油。下列说法不合理的是（ ）
A. 生物柴油不属于化石能源
B. “地沟油”经过加工处理可用作生物柴油，实现了厨余垃圾的合理利用
C. 生物柴油的燃烧需要点燃，属于吸热反应
D. 生物柴油在燃烧过程中化学能主要转化为热能和光能
解析： “地沟油”主要成分是高级脂肪酸甘油酯，其经过加工处理可
用作生物柴油，可以作燃料油使用，燃料燃烧反应属于放热反应，反应是
放热反应还是吸热反应与反应条件无关，C错误。
√
2. （2025·山东泰安高二期中）化学反应往往伴随着能量变化，下列说法
正确的是（ ）
A. 白锡转化为灰锡的反应焓变为ΔH＝－2.18 kJ·mol－1，则白锡比灰锡更
稳定
√
解析： 白锡转化为灰锡放出热量，则灰锡的能量更低，灰锡更稳定，A
错误；氢气摩尔燃烧焓是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，选
项中生成的是气态水，B错误；固态硫转化为气态硫需要吸收热量，第二
个反应放出的热量更少，ΔH2＞ΔH1，C错误；ΔH只与反应物和反应产物
总能量的差值有关，与反应条件无关，同温同压下，该反应在光照和点燃
条件下的ΔH相同，D正确。
3. 我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：若键能是断裂1 mol键所吸收的能量或形成1 mol键所放出的能量，
几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键 H—O键 H—H键 O—O键
键能/（kJ·mol－1） 463 496 436 138
A. 总反应为2H2O 2H2↑＋O2↑
B. 过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C. 过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D. 过程Ⅲ属于放热反应
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法错误的是（ ）
√
解析： 反应过程中分解了2 mol水，由图可知，生成了2 mol H2和1 mol
O2，总反应为2H2O 2H2↑＋O2↑，A项正确；过程Ⅰ中断裂了2 mol
H2O中H—O键，吸收能量（463×2）kJ＝926 kJ，B项正确；过程Ⅱ中生成
1 mol H2O2中O—O键和1 mol H2中H—H键，放出能量（138＋436）kJ＝
574 kJ，C项正确；过程Ⅲ可表示为H2O2 H2↑＋O2↑，该反应的ΔH
＝（2×463＋138－436－496） kJ·mol－1＝132 kJ·mol－1，为吸热反应，D
项错误。
能力培养
中和反应反应热与摩尔燃烧焓的计算（理解与辨析）
1. 乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6（g） C2H4（g）＋H2（g）
ΔH，相关物质的摩尔燃烧焓数据如表所示：
物质 C2H6（g） C2H4（g） H2（g）
摩尔燃烧焓ΔH/（kJ·mol－1） －1 560 －1 411 －286
（1）分别写出表示C2H6（g）、C2H4（g）、H2（g）摩尔燃烧焓的热化学
方程式。
②C2H4（g）＋3O2（g） 2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH2＝－1 411
kJ·mol－1
③H2（g）＋ O2（g） H2O（l） ΔH＝－286 kJ·mol－1。
提示：①C2H6（g）＋ O2（g） 2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH1＝－1
560 kJ·mol－1
（2）计算上述反应的ΔH＝ kJ·mol－1。
提示：根据盖斯定律将（1）中反应①－②－③可得ΔH＝ΔH1－ΔH2－
ΔH3＝＋137 kJ·mol－1。
2. 已知反应：①101 kPa时，2C（s）＋O2（g） 2CO（g） ΔH＝－
221 kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq） H2O（l） ΔH
＝－57.3 kJ·mol－1。下列结论正确的是（ ）
A. 碳的摩尔燃烧焓ΔH＜－110.5 kJ·mol－1
B. ①的反应热为221 kJ·mol－1
C. 稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1
D. 稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出 57.3 kJ 的热量
提示：由于2C（s）＋O2（g） 2CO（g）生成的CO不是稳定的氧化
物，因此 ＝110.5 kJ·mol－1不是碳的摩尔燃烧焓，由于CO转化
为CO2放出热量，故碳的摩尔燃烧焓ΔH＜－110.5 kJ·mol－1，A正确；反
应热的表示包含三部分：“符号”“数值”和“单位”，而B项中没有表
示出符号，B错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和反应反应
热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，C错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热
量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3
kJ，D错误。
【规律方法】
摩尔燃烧焓、中和反应反应热的理解辨析
（1）当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O的物质的量必
须是1 mol，当用热化学方程式表示摩尔燃烧焓时，可燃物的物质的量必须
为1 mol。
（2）描述反应热时，不论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，
其后所跟数值都需要带“＋”“－”符号，如某反应的反应热（或焓变）
为ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋Q kJ·mol－1。
（3）由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和反应反应热和摩尔燃
烧焓时可不带“－”号，但用ΔH表示时，必须带“－”号。
【迁移应用】
1. 判断下列说法是否正确。
（1）已知CH3OH（l）的摩尔燃烧焓ΔH＝－238.6 kJ·mol－1，则CH3OH
（l）＋ O2（g） CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－238.6 kJ·mol－1。
（ × ）
（2）CO（g）的摩尔燃烧焓ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则表示CO（g）摩尔
燃烧焓的热化学方程式为2CO（g）＋O2（g） 2CO2（g） ΔH＝－
566.0 kJ·mol－1。 （ × ）
×
×
（3）甲烷的摩尔燃烧焓ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程
式为CH4（g）＋2O2（g） CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890
kJ·mol－1。 （ × ）
（4）用稀硫酸和NaOH溶液反应表示中和反应反应热的热化学方程式为
H2SO4（aq）＋2NaOH（aq） Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－
2×57.3 kJ·mol－1。 （ × ）
（5）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq） H2O（l） ΔH＝－
57.3 kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3
kJ的热量。 （ × ）
（6）已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98
％的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol 水的中和反应反应热为－
57.3 kJ·mol－1。 （ × ）
×
×
×
×
2. 下列说法正确的是（ ）
D. 已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀硫
酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol水的中和反应反应热为－57.3 kJ·mol－1
√
解析： 摩尔燃烧焓是指1 mol纯物质完全燃烧放出的热量，故 mol葡萄
糖燃烧放出热量1 400 kJ，A正确；B项中反应为可逆反应，1 mol SO2和0.5
mol O2反应生成的SO3小于1 mol，故2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）
ΔH＜－158.4 kJ·mol－1；一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸
热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ；氢氧化钠
固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1 mol水放出的热量大于57.3 kJ，
B、C、D错误。
3. 肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在25
℃、101 kPa时，16 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水，放出312
kJ热量，写出表示N2H4摩尔燃烧焓的热化学方程式：
。
N2H4（l）＋O2
（g） N2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－624 kJ·mol－1
解析：摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强条件下，1 mol 纯物质完全
氧化为同温下的指定产物时的焓变，故必须保证N2H4的物质的量为1 mol，
完全燃烧后生成N2（g）和H2O（l）。燃烧为放热反应，则有
N2H4（l）＋O2（g） N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－Q kJ·mol－1
32 g Q kJ
16 g 312 kJ
＝ ，解得Q＝624，则表示N2H4摩尔燃烧焓的热化学方程式为
N2H4（l）＋O2（g） N2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－624 kJ·mol－1。
随堂演练
1. （2025·山东济宁高二期中）各相关物质的摩尔燃烧焓数据如下表。下
列热化学方程式正确的是（ ）
物质 C2H6（g） C2H4（g） H2（g）
ΔH/（kJ·mol－1） －1 559.8 －1 411 －285.8
√
解析： 摩尔燃烧焓指在某一温度和压强下1 mol某物质完全燃烧时生成
指定物质的反应热。C2H6（g）＋ O2（g） 2CO2（g）＋3H2O（l），
ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，A项错误；C2H4（g）＋3O2（g） 2CO2
（g）＋2H2O（l），ΔH＝－1 411 kJ·mol－1，B项错误；①C2H6（g）＋
O2（g） 2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，②C2H4
（g）＋3O2（g） 2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1 411 kJ·mol－1，
③H2（g）＋ O2（g） H2O（l） ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，①－②－
③得C2H6（g） C2H4（g）＋H2（g）
ΔH＝＋137 kJ·mol－1，C项正确；H2（g）＋ O2（g） H2O（l） ΔH
＝－285.8 kJ·mol－1，则2H2O（l） 2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋
285.8 kJ·mol－1×2＝＋571.6 kJ·mol－1，D项错误。
2. H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A. ΔH4＞0
B. ΔH1＜0
C. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D. ΔH3＞ΔH4
√
解析： H2（g）和Cl2（g）化合生成HCl（g）的反应是放热反应，所以
ΔH4＜0，A错误；断裂化学键需要吸收能量，ΔH1＞0，B错误；1 mol Cl2
（g）和1 mol H2（g）反应生成2 mol HCl（g）的过程可以分解为三步：1
mol Cl2（g）转化为2 mol Cl（g）、1 mol H2（g）转化为2 mol H（g）、2
mol Cl（g）和2 mol H（g）结合生成2 mol HCl（g），所以根据盖斯定律
可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0，C正确；
断裂化学键需要吸收能量，所以2 mol Cl（g）和2 mol H（g）直接结合生
成2 mol HCl（g）放出的热量高于1 mol氢气和1 mol氯气反应生成2 mol
HCl（g）放出的热量，放热反应的ΔH＜0，所以ΔH3＜ΔH4，D错误。
3. 下列热化学方程式或叙述正确的是（ ）
√
解析： 由已知信息可知该反应为放热反应，ΔH＜0，A项错误；12 g
（1 mol）石墨转化为CO（g）时，放出110.5 kJ热量，则2 mol石墨转化为
CO（g）放出221 kJ热量，所以2C（s，石墨）＋O2（g） 2CO（g）
ΔH＝－221 kJ·mol－1，B项错误；Ba（OH）2与H2SO4除了发生中和反应生
成水放出热量之外，还有Ba2＋与S 结合生成硫酸钡沉淀放出的热量，
所以放出的热量大于57.3 kJ，C项正确；该反应为可逆反应，N2和H2不能
全部转化为NH3，所以在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2（g）和
1.5 mol H2（g）充分反应放出的热量小于46.1 kJ，D项错误。
4. 由甲醇制备二甲醚涉及如下反应：
（ⅰ）2CH3OH（g） C2H4（g）＋2H2O（g） ΔH1；
（ⅱ）2CH3OH（g） CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH2。
反应过程中的能量变化如图所示：
A. ΔH1＜ΔH2
B. 反应（ⅱ）为吸热反应
D. 相同条件下，CH3OCH3（g）比C2H4（g）稳定
下列说法正确的是（ ）
√
解析：根据题图可知，ΔH1＝－29.1 kJ·mol－1，ΔH2＝－23.9 kJ·mol－1，则ΔH1＜ΔH2，反应（ⅱ）为放热反应，A项正确，B项错误；根据盖斯定律，由反应（ⅱ）－反应（ⅰ）可得反应C2H4（g）＋H2O（g） CH3OCH3（g），则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1－（－29.1 kJ·mol－1）＝＋5.2 kJ·mol－1，即C2H4（g）和H2O（g）的总能量小于CH3OCH3（g）的能量，故相同条件下，C2H4（g）比CH3OCH3（g）稳定，C、D项错误。
5. 回答下列问题：
（1）对温室气体CO2进行减排和综合治理具有十分重要的意义。CH4-CO2
催化重整不仅对温室气体的减排具有重要意义，还可以得到合成气（CO和
H2）。
已知：①CH4（g）＋H2O（g） CO（g）＋3H2（g） ΔH1＝＋206.2
kJ·mol－1
②CH4（g）＋2H2O（g） CO2（g）＋4H2（g）
ΔH2＝＋165.0 kJ·mol－1
写出该催化重整反应的热化学方程式：
。
CH4（g）＋CO2（g） 2CO
（g）＋2H2（g）ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1
解析：根据盖斯定律，将①×2－②，整理可得CH4（g）＋CO2（g） 2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1。
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成 92 g NO2需要吸收67.8 kJ热量，
则表示该反应的热化学方程式为
。
解析：N2与O2完全反应产生NO2，反应方程式为N2＋2O2 2NO2，反应每产生92 g NO2气体，吸收67.8 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为N2（g）＋2O2（g） 2NO2（g） ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1。
N2（g）＋2O2（g） 2NO2（g）ΔH
＝＋67.8 kJ·mol－1
（3）乙烯的产量可作为衡量一个国家石油化工产业发展水平的标志。乙
烯可由乙烷裂解得到：C2H6（g） C2H4（g）＋H2（g），相关化学键的
键能数据如下表所示，则上述反应的ΔH等于 。
化学键 C—H C—C H—H
键能/（kJ·mol－1） 410 345 610 430
＋125 kJ·mol－1
解析：反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成反应产物化学键释放的总能量的差，根据各个化学键键能大小可知，反应C2H6（g） C2H4（g）＋H2（g）的反应热ΔH＝（6×410 kJ·mol－1＋345 kJ·mol－1）－（4×410 kJ·mol－1＋610 kJ·mol－1＋430 kJ·mol－1）＝＋125 kJ·mol－1。
（4）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序
是SO2的催化氧化：SO2（g）＋ O2（g） SO3（g） ΔH＝－98
kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5（s）与SO2（g）
反应生成VOSO4（s）和V2O4（s）的热化学方程式为
。
2V2O5（s）＋2SO2
（g） 2VOSO4（s）＋V2O4（s） ΔH＝－351 kJ·mol－1
解析：由信息可知①V2O4（s）＋2SO3（g） 2VOSO4（s） ΔH1＝－399 kJ·mol－1；②V2O4（s）＋SO3（g） V2O5（s）＋SO2（g） ΔH2＝－24 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②×2得：2V2O5（s）＋2SO2（g） 2VOSO4（s）＋V2O4（s） ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝（－399 kJ·mol－1）－2×（－24 kJ·mol－1）＝－351 kJ·mol－1。
课时作业
1. 1.5 g火箭燃料偏二甲基肼[（CH3）2NNH2]完全燃烧，放出50 kJ热量，
则该条件下偏二甲基肼的摩尔燃烧焓ΔH为（ ）
A. －1 000 kJ·mol－1 B. －1 500 kJ
C. －2 000 kJ·mol－1 D. －2 000 kJ
解析：根据定义可知，摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下，1
mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，即1 mol偏二甲基肼完
全燃烧放出的热量为 ×50 kJ＝2 000 kJ，即ΔH＝－2 000 kJ·mol－1。
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2. 热化学方程式与普通化学方程式不同，下列有关热化学方程式CO（g）
＋ O2（g） CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ·mol－1的说法错误的是（ ）
A. 既表示化学反应中的物质变化，又表示化学反应中的能量变化
ΔH＝＋283.0 kJ·mol－1
D. CO与O2反应生成CO2只能实现化学能向热能的转化
解析： CO与O2反应生成CO2为氧化还原反应，可实现化学能向电能的
转化，D错误。
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3. 下列关于反应热的描述中正确的是（ ）
A. HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和
Ca（OH）2反应的中和反应反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
C. 反应热有正负之分，摩尔燃烧焓ΔH全部是正值
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的摩尔燃烧焓
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解析： 中和反应反应热是以生成1 mol H2O（l）作为标准的，A不正
确；摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化
为同温下的指定产物时的焓变，B正确，D不正确；摩尔燃烧焓ΔH都是负
值，C不正确。
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4. C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知：①2C（s）＋
O2（g） 2CO（g）
ΔH＝－221 kJ·mol－1
下列推断正确的是（ ）
A. C（s）的摩尔燃烧焓为110.5 kJ·mol－1
D. 由②可知该反应中，反应物化学键的总能量比反应产物化学键的能量高
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解析： C（s）的摩尔燃烧焓为1 mol C（s）完全反应生成稳定的氧化产
物CO2（g）时所放出的热量，因此无法计算C（s）的摩尔燃烧焓，A错
误；由②可知反应：H2（g）＋ O2（g） H2O（g）的ΔH＝（＋436＋
249－2×463）kJ·mol－1＝－241 kJ·mol－1，反应②为放热反应，所以反应
物化学键的总能量比反应产物化学键的能量低，B、D错误；根据B可知H2
（g）＋ O2（g） H2O（g） ΔH＝－241 kJ·mol－1，目标化学方程式
的反应热为ΔH＝ ×（－221 kJ·mol－1）－（－241 kJ·mol－1）＝＋130.5
kJ·mol－1，C正确。
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5. （2024·河南南阳高二月考）已知：①某些化学键的键能如表。
化学键 N—N N≡N N—H
键能/（kJ·mol－1） 154 500 942 a
②火箭燃料肼（ ）的有关化学反应的能量变化如图所示。
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A. N2比O2稳定
B. 表中的a＝194
D. 图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1
则下列说法错误的是（ ）
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解析：N≡N的键能为942 kJ·mol－1，O O的键能为500 kJ·mol－1，所以N2比O2稳定，A项正确；利用ΔH3建立有关a的等量关系，即ΔH3＝（154＋4a＋500）kJ·mol－1＝（2 752－534）kJ·mol－1，a＝391，B项错误；从图中可以看出，反应物为N2H4（g）＋O2（g），反应产物为N2（g）＋2H2O（g），反应热ΔH＝－534 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为N2H4（g）＋O2（g） N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534 kJ·mol－1，C项正确；图中的ΔH3＝2 752 kJ·mol－1－534 kJ·mol－1＝＋2 218 kJ·mol－1，D项正确。
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6. 常温下，CuSO4（s）和CuSO4·5H2O（s）溶于水及CuSO4·5H2O（s）受
热分解的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. ΔH3＝ΔH1－ΔH2
B. CuSO4·5H2O（s）受热分解是吸热反应
C. 将CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高
D. ΔH3＞ΔH2
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解析：根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，A项错误；CuSO4·5H2O（s）受热分解是吸热反应，B项正确；CuSO4（s）溶于水放出热量，会使溶液温度升高，C项正确；由图可知，ΔH1＞0、ΔH2＜0，ΔH3－ΔH2＝ΔH1，则ΔH3＞ΔH2，D项正确。
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7. 石墨（s）、金刚石（s）的摩尔燃烧焓分别为393.5 kJ·mol－1、395.0 kJ·mol－1。一定量的金刚石、石墨分别与等量的氧气反应生成1 mol CO2气体的能量变化如图所示。下列说法错误的是（ ）
B. 曲线b说明二氧化碳的能量一定低于石墨或氧气的能量
C. 图中的E2－E1＝1.5 kJ
D. 金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同，互为同素异形体
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解析： 由盖斯定律可知，金刚石转化为石墨的热化学方程式为C（s，
金刚石） C（s，石墨） ΔH＝－1.5 kJ·mol－1，则金刚石的总能量大
于石墨的总能量，曲线a表示金刚石燃烧的能量变化，热化学方程式为C
（s，金刚石）＋O2（g） CO2（g） ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，A正
确；石墨的燃烧反应为放热反应，曲线b说明二氧化碳的能量一定低于石
墨和氧气的总能量，B错误；由盖斯定律可知，金刚石转化为石墨的热化
学方程式为C（s，金刚石） C（s，石墨） ΔH＝－1.5 kJ·mol－1，则
1 mol金刚石转化为1 mol石墨时放出的热量为E2－E1＝1.5 kJ，C正确；金
刚石和石墨是碳元素形成的不同种单质，单质中碳原子的排列方式不同，
互为同素异形体，D正确。
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8. 已知：由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔
生成焓，用ΔH（kJ·mol－1）表示，
最稳定的单质的摩尔生成焓为0；
有关物质的ΔH如图所示，下列有
关判断不正确的是（ ）
A. H2O（l）的摩尔生成焓ΔH＜－241.8 kJ·mol－1
B. 相同状况下，NH3比N2H4稳定
C. 依据上表所给数据，可求得N2H4（l）的摩尔燃烧焓
D. 0.5 mol N2（g）与1.5 mol H2 （g）充分反应，放出的热量小于45.9 kJ
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解析： 气态水变为液态水放出热量，所以由最稳定的单质合成1 mol
H2O（l）时放出的热量更多，摩尔生成焓ΔH为负值，则H2O（l）的摩尔
生成焓ΔH＜－241.8 kJ·mol－1，A项正确；由图可知，N2H4（l）的摩尔生
成焓为正值，说明由最稳定的单质合成1 mol N2H4（l）的反应为吸热反
应，NH3（g）的摩尔生成焓为负值，说明由最稳定的单质合成1 mol NH3
（g）的反应为放热反应，能量越低越稳定，则相同状况下，NH3比N2H4稳
定，B项正确；摩尔燃烧焓是指101 kPa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成指
定产物时放出的热量，题中缺少液态水的摩尔生成焓数据，不能求得N2H4
（l）的摩尔燃烧焓，C项错误；氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反
应，不能完全转化，则0.5 mol N2（g）与1.5 mol H2（g）充分反应生成
NH3（g）的物质的量小于1 mol，放出的热量小于45.9 kJ，D项正确。
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9. 依据图像写出下列反应的热化学方程式。
（1）已知化学反应A2（g）＋B2（g） 2AB（g）的能量变化如图1所
示，请写出该反应的热化学方程：
。
解析：由图1可知，反应产物的总能量高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。
A2（g）＋B2（g） 2AB（g）
ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
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（2）如图2是1 mol NO2（g）和1 mol CO（g）反应生成CO2（g）和NO
（g）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：
。
解析：由图2可知，反应产物的总能量低于反应物的总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
NO2（g）＋CO（g） CO2（g）＋NO（g） ΔH＝－234
kJ·mol－1
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10. （1）随着化石能源的减少，新能源的开发利用需求日益迫切。Bunsen
热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：
SO2（g）＋I2（g）＋2H2O（g） 2HI（g）＋H2SO4（l）
ΔH＝a kJ·mol－1
2H2SO4（l） 2H2O（g）＋2SO2（g）＋O2（g） ΔH＝b kJ·mol－1
2HI（g） H2（g）＋I2（g） ΔH＝c kJ·mol－1
则2H2O（g） 2H2（g）＋O2（g） ΔH＝ （用
含a、b、c的式子表示）kJ·mol－1。
（2a＋b＋2c）
解析：将题给热化学方程式依次编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2可得目标反应2H2O（g） 2H2（g）＋O2（g） ΔH＝（2a＋b＋2c）kJ·mol－1。
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（2）据粗略统计，我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方
米，这不仅是能源的浪费，也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我
国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。
已知CO中的C与O之间以三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为CO
（g）＋2H2（g） CH3OH（g） ΔH。下表所列为常见化学键的键
能数据：
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/（kJ·mol－1） 348 414 436 326.8 1 032 464
则该反应的ΔH＝ kJ·mol－1。
－128.8
解析：该合成甲醇反应的ΔH＝1 032 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－
3×414 kJ·mol－1－326.8 kJ·mol－1－464 kJ·mol－1＝－128.8 kJ·mol－1。
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①写出能表示硫的摩尔燃烧焓的热化学方程式
。
②ΔH2＝ kJ·mol－1。
S（s）＋O2（g） SO2
（g） ΔH＝－297 kJ·mol－1
－78.64
（3）恒温恒容条件下，硫可以发生如图转化，其反应过程和能量关系如图所示。已知：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。
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解析：①由图可知1 mol S（s）完全燃烧放出的热量为297 kJ，故能表示硫的摩尔燃烧焓的热化学方程式为S（s）＋O2（g） SO2（g） ΔH＝－297 kJ·mol－1。②由图可知，参加反应的n（SO2）＝1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，根据2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g） ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，ΔH2＝0.8× ×（－196.6 kJ·mol－1）＝－78.64 kJ·mol－1。
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