人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：01【提高】化学反应与能量变化
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：01【提高】化学反应与能量变化 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 274.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-16 20:13:37 | ||
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文档简介
化学反应与能量变化
【学习目标】
1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。
2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义。
3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
【典型例题】
类型一：反应热、△H等概念的理解及运用
例1?下列说法或表示法错误的是 （ ）
A.吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低
B.放热反应的△H＞0
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.酸碱中和反应都是放热反应
【答案】BC
【解析】A反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更高。B根据焓的意义，放热反应的△H＜0 。C吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的；反应加热是化学反应发生的条件，两者属于不同的范畴。D中和反应是放热的。
举一反三：
【变式1】（2019 成都模拟）已知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g) ΔH＝-72kJ·mol-1。
蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为( )
A.404 B.260 C.230 D.200
【答案】D
【解析】由题意知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g) ΔH＝-72 kJ·mol-1①，Br2(l)====Br2(g) ΔH＝+30 kJ·mol-1②；①-②得H2(g)+Br2(g)====2HBr(g) ΔH＝-102 kJ·mol-1；根据反应热：ΔH＝反应物的键能之和-生成物的键能之和＝436 kJ·mol-1+akJ·mol-1-369 kJ·mol-1×2＝-102 kJ·mol-1。解得：a＝200，由此可知D项正确。
【变式2】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是
A．(6a+5d－4c－12b)kJ·mol—1
B．(4c+12b－6a－5d)kJ·mol—1
C．(4c+12b－4a－5d)kJ·mol—1
D．(4a+5d－4c－12b)kJ·mol—1
【答案】A?
类型二： 热化学方程式的意义及书写
例2（2019 山东潍坊）25℃、101 kPa下，2 g氢气燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（ ）。
A．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (l) ΔH=－285.8 kJ／mol
B．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (l) ΔH=+571.6 kJ／mol
C．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－571.6 kJ／mol
D．H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ／mol
【思路点拨】判断热化学方程式的书写时，要注意状态、ΔH单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应。
【答案】D
【解析】氢气燃烧为放热反应，ΔH＜0，故B错误；C项忽视了生成物为液态水，错误；2 g氢气是1 mol，放出的热量为285.8 kJ，则2 mol氢气放出的热量应为571.6 kJ，A项错误，D项正确。
【总结升华】热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。
举一反三：
【变式1】（2019 南京检测）（1）根据图Ⅰ写出相关反应的热化学方程式：
/
（2）化学反应N2+3H2==2NH3的能量变化如图Ⅱ所示，该反应的热化学方程式是（ ）。
A．N2 (g)+3H2 (g)==2NH3 (l) ΔH=2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2 (g)+3H2 (g)==2NH3 (g) ΔH=2(b－c) kJ·mol－1
C．N2 (g)+H2 (g)==NH3 (l) ΔH=(b+c－a) kJ·mol－1
D．N2 (g)+H2 (g)==NH3 (g) ΔH=(a+b) kJ·mol－1
【答案】（1）CO (g)+H2O (g)==CO2 (g)+H2 (g) ΔH=－41 kJ·mol－1 （2）A
【解析】（1）图Ⅰ反映了反应物和生成物的能量关系，由图可知，反应物是CO、H2O (g)，生成物是CO2、H2，反应物的能量高于生成物的能量，是放热反应，ΔH＜0，即ΔH=－41 kJ·mol－1。
（2）图Ⅱ反映了由反应物到生成物所经历的反应过程和能量变化。起点为mol N2 (g)+H2 (g)，终点为1 mol NH3 (l)。变化三阶段为：①吸收能量a kJ；②放出能量b kJ；③1 mol NH3 (g)放出能量c kJ得到1 mol NH3 (l)。故可得热化学方程式：N2 (g)+H2 (g)==NH3 (l) ΔH=(a－b－c) kJ·mol－1，扩大化学计量数后得到A项。
例3?(2019 哈尔滨模拟)下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1 C(s)+ O2(g)====CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)==== SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH4
③H2(g)+ O2(g)====H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g) ΔH7 CaO(s)+H2O(l)====Ca(OH)2(s) ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【思路点拨】本题主要考查对“ΔH”的理解，明确“ΔH”既有“+”“-”，又有数值大小。
【答案】选C
【解析】碳与氧气反应放热，即ΔH1<0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<ΔH2；等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。
【总结升华】反应焓变大小比较的三种方法
1.同一反应，生成物状态不同时：
A(g)+B(g)====C(g) ΔH1<0，A(g)+B(g)====C(l) ΔH2<0，因为C(g)====C(l) ΔH3<0，则ΔH3＝ΔH2-ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。
2.同一反应，反应物状态不同时：S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH1<0，S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2<0，/，ΔH2+ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1-ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。
3.两个有联系的不同反应相比：
C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1<0，C(s)+ O2(g)====CO(g) ΔH2<0，根据常识可知CO(g)+ O2(g)====CO2(g) ΔH3<0，又因为ΔH2+ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。
举一反三：
【变式1】已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
B．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ΔH＝－484kJ·mol－1
C．H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
D．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1
【答案】A
【变式2】如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是____________________。
（2）产生上述现象的原因是____________________。
（3）写出有关反应的离子方程式________________。
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。
【答案】
（1）①镁片上有大量气泡产生； ②镁片逐渐溶解； ③烧杯中析出晶体
（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
（3）Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑
（4）小于
【巩固练习】
一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关热化学方程式的说法中不正确的是 ( )
A．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据
B．热化学方程式中的化学计量数只代表反应物或生成物的物质的量
C．在加热或点燃条件下才能进行的化学反应既可以为放热反应，也可以为吸热反应
D．同一化学反应化学计量数不同，ΔH值不同。化学计量数相同而状态不同，ΔH值也不同
2．（2019 山东菏泽十三校期末）已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则表示乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）
A．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=一4b kJ·mol－1
B．C2H2（g）+O2（g）==2CO2（g）+H2O（g） ΔH=－2b kJ·mol－1
C．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－2b kJ·mol－1
D．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－b kJ·mol－1
3．已知C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=akJ?mol﹣1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=﹣220kJ?mol﹣1
H﹣H、O=O和O﹣H键的键能分别为436、496和462kJ?mol﹣1，则a为（ ）
A．﹣332
B．﹣118
C．+350
D．+130
4．在烃分子中去掉2个H原子形成一个双键是吸热反应，大约需117 kJ/mol～125 kJ/mol热量。但1,3－环己二烯失去2个H原子变成苯是放热反应，反应热值是23.4 kJ/mol，以上事实表明( ) A．1,3－环己二烯加氢是吸热反应
B．1,3－环己二烯比苯稳定
C．苯加氢生成环己烷是吸热反应
D．苯比1,3－环己二烯稳定
5．（2019 上海高考）已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是 A. 加入催化剂，减小了反应的热效应 B. 加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C. H2O2分解的热化学方程式：H2O2 → H2O + O2 + Q D. 反应物的总能量高于生成物的总能量
6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol，向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是 ( )
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
7．已知分解1mol H2O2放出热量98kJ，在含少量I﹣的溶液中，H2O2分解的机理为：
H2O2+I﹣→H2O+IO﹣ 慢
H2O2+IO﹣→H2O+O2+I﹣ 快
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．反应速率与I﹣的浓度有关
B．IO﹣也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98kJ?mol﹣1
D．v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）
8．（2019 北京海淀）下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法正确的是（ ）。
/
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．白磷比红磷稳定
C．S (g)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH1 S (s)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
D．CO (g)+H2O (g)==CO2 (g)+H2 (g) ΔH＞0
9．已知A(g)＋B(g)＝C(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，D(g)＋B(g)＝E(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，且Q1＞Q2，若A和D的混合气体1 mol完全与B反应，放出热量Q3 kJ，则A和B的物质的量之比为 ( )
A．(Q2－Q1) ∶ (Q1－Q3)
B．(Q3－Q2) ∶ (Q1－Q3)
C．(Q3－Q2) ∶ (Q3－Q1)
D．(Q1－Q2) ∶ (Q3－Q1)
10．有下列物质：①NaOH固体；②浓硫酸；③NH4NO3晶体；④CaO固体。现将它们分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内的滴有红墨水的水面呈现图所示状态，判断加入的物质可能是 ( )
/
A．①②③④ B．①②④
C．②③④ D．①②③
11．（2019 吉林摸底）某反应由两步反应A→B、B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如图所示（E1、E2、E3、E4表示活化能）。下列有关叙述正确的是（ ）
/
A．两步反应均为吸热反应 B．加入催化剂会改变反应的焓变
C．A、B、C中C最稳定 D．A→C反应的ΔH=E1－E2
二、非选择题
1．根据实验数据写出下列反应的热化学方程式：
(1)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，请写出其燃烧的热化学方程式。
(2)18 g葡萄糖与适量O2反应，生成CO2和液态水，放出280.4 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和H2O(l)。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
(4)常温常压下，一定质量的无水乙醇(C2H5OH)完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，请写出乙醇燃烧的热化学方程式。
2．化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：
H—S：364 kJ·mol－1，S—S：266 kJ·mol－1，S===O：522 kJ·mol－1，H—O：464 kJ·mol－1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：
2H2S(g)＋SO2(g)＝3S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即/)，则Q＝____________。
(2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a＞2b时，反应放热____________kJ·mol－1；当a＜2b时，反应放热____________kJ·mol－1。
(3)又已知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1请写出(1)中反应若生成气态水时的热化学方程式____________。
3．2008年9月28日，“神舟”七号载人飞船飞行圆满成功，标志着我国已成为世界上第三个独立掌握空间出舱技术的国家。运载“神舟”七号飞船的“长征”2号(CZ2F)火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲基肼”(分子式为：C2H8N2)和四氧化二氮作为液态燃料。
(1)“偏二甲基肼”分子中有一个氮原子不与氢原子相连，它的结构简式是____________；
(2)已知a g偏二甲基肼与b g四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质。若生成1 mol N2的反应热为c kJ，写出热化学方程式__________________________________
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】 A
【解析】 A项中，若热化学方程式未注明温度和压强，则说明在常温常压下进行，而非标准状况下。B、C、D正确。
2．【答案】 A
【解析】 由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成4 mol二氧化碳气体和液态水，放出热量4b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式可表示为2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－4b kJ·mol－1。
3．【答案】D
【解析】已知①C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=akJ?mol﹣1，
②2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=﹣220kJ?mol﹣1
①×2﹣②得：2H2O（g）═O2（g）+2H2（g）△H=（2a+220）kJ?mol﹣1＞0，
4×462﹣496﹣2×436=2a+220，
解得a=+130．
故选D．
4．【答案】 D
【解析】 化合物所具有的能量越低越稳定。
5．【答案】D
【解析】加入催化剂，降低活化能，加快反应速率，不改变平衡转化率。反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，热化学方程式但没有注明物质状态。
故选择D。
6．【答案】 D
【解析】 强酸的H＋与强碱的OH－在稀溶液中发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol。由于稀醋酸中是主要醋酸分子，当醋酸和NaOH发生中和反应时醋酸的电离平衡向电离的方向移动，电离过程要吸热，因此中和反应放出的热量小于57.3 kJ/mol，ΔH1＞－57.3 kJ/mol；而浓H2SO4稀释时要放出热量，所以ΔH2＜－57.3 kJ/mol，故D符合题意。
7．【答案】A
【解析】A、已知：①H2O2+I﹣→H2O+IO﹣ 慢 ②H2O2+IO﹣→H2O+O2+I﹣ 快，过氧化氢分解快慢决定于反应慢的①，I﹣是①的反应物之一，其浓度大小对反应不可能没有影响，例如，其浓度为0时反应不能发生，故A正确；
B、将反应①+②可得总反应方程式，反应的催化剂是I﹣，IO﹣只是中间产物，故B错误；
C、1mol过氧化氢分解的△H=﹣98KJ/mol，△H不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，故C错误；
D、因为反应是在含少量I﹣的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故D错误．
故选：A．
8．【答案】 A
【解析】 由图像可知石墨、红磷、S（s）所含能量分别比金刚石、白磷、S（g）低，所以由石墨转变为金刚石需要吸收能量，是吸热反应，A正确；能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，B错误；由固体转化为气体需要吸收热量，故ΔH1＜ΔH2，C错误；由图像可知CO（g）和H2O（g）所具有的总能量大于CO2（g）和H2（g）所具有的总能量，所以CO（g）+H2O（g）==CO2（g）+H2（g）为放热反应，ΔH＜0，D错误。
9．【答案】 B
【解析】 利用十字交叉法：
/
得n(A)∶n(B)＝(Q3－Q2)∶(Q1－Q3)
10．【答案】 B
【解析】 由图示可知，锥形瓶内压强大于外界大气压，显然，锥形瓶内气体受热膨胀。NaOH固体、浓硫酸溶于水的过程中，溶解放热；CaO固体与水反应放热。NH4NO3晶体溶解吸热。
11．【答案】 C
【解析】 A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，故B错误；物质的总能量越低，越稳定，故C正确；整个反应中ΔH=（E1+E3）－（E2+E4），故D错误。
二、非选择题
1．【答案】 (1)CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1
(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH＝－2804 kJ·mol－1
(3)SiH4(g)＋2O2(g)＝SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1427.2 kJ·mol－1
(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1
【解析】 书写热化学方程式时，注意反应物和生成物的状态，注意ΔH和化学计量数之间的关系。
2．【答案】 (1)154 (2) /
(3)2H2S(g)＋SO2(g)＝3S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－66 kJ·mol－1
【解析】 (1)反应可以改成：2H2S(g)＋SO2(g)＝3/8S8(s)＋2H2O(l)
根据公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝4×364 kJ·mol－1＋2×522 kJ·mol－1－3×266 kJ·mol－1－4×464 kJ·mol－1＝－154 kJ·mol－1。
(2)当a＞2b时，H2S过量应依据SO2的量计算，当a＜2b时，SO2过量应依据H2S的量计算。
(3)1 mol液态水变成气态水需吸热44 kJ。若2 mol液态水变成气态水时则吸热88 kJ。则由第(1)问可知生成H2O(g)时共放热(154－88)kJ＝66 kJ。
3．【答案】 (1) /
(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3c kJ/mol
【解析】 由于“‘偏二甲基肼’分子中的一个氮原子不与氢原子相连”，所以只能与碳原子相连，所以偏二甲基肼的结构简式为：/。
写热化学反应方程式的关键是确定物质状态及反应热，依题意，“偏二甲基肼与四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质”一定是二氧化碳气体、氮气和液态水。
【学习目标】
1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。
2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义。
3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
【典型例题】
类型一：反应热、△H等概念的理解及运用
例1?下列说法或表示法错误的是 （ ）
A.吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低
B.放热反应的△H＞0
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.酸碱中和反应都是放热反应
【答案】BC
【解析】A反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更高。B根据焓的意义，放热反应的△H＜0 。C吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的；反应加热是化学反应发生的条件，两者属于不同的范畴。D中和反应是放热的。
举一反三：
【变式1】（2019 成都模拟）已知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g) ΔH＝-72kJ·mol-1。
蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为( )
A.404 B.260 C.230 D.200
【答案】D
【解析】由题意知H2(g)+Br2(l)====2HBr(g) ΔH＝-72 kJ·mol-1①，Br2(l)====Br2(g) ΔH＝+30 kJ·mol-1②；①-②得H2(g)+Br2(g)====2HBr(g) ΔH＝-102 kJ·mol-1；根据反应热：ΔH＝反应物的键能之和-生成物的键能之和＝436 kJ·mol-1+akJ·mol-1-369 kJ·mol-1×2＝-102 kJ·mol-1。解得：a＝200，由此可知D项正确。
【变式2】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是
A．(6a+5d－4c－12b)kJ·mol—1
B．(4c+12b－6a－5d)kJ·mol—1
C．(4c+12b－4a－5d)kJ·mol—1
D．(4a+5d－4c－12b)kJ·mol—1
【答案】A?
类型二： 热化学方程式的意义及书写
例2（2019 山东潍坊）25℃、101 kPa下，2 g氢气燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（ ）。
A．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (l) ΔH=－285.8 kJ／mol
B．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (l) ΔH=+571.6 kJ／mol
C．2H2 (g)+O2 (g)==2H2O (g) ΔH=－571.6 kJ／mol
D．H2 (g)+O2 (g)==H2O (l) ΔH=－285.8 kJ／mol
【思路点拨】判断热化学方程式的书写时，要注意状态、ΔH单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应。
【答案】D
【解析】氢气燃烧为放热反应，ΔH＜0，故B错误；C项忽视了生成物为液态水，错误；2 g氢气是1 mol，放出的热量为285.8 kJ，则2 mol氢气放出的热量应为571.6 kJ，A项错误，D项正确。
【总结升华】热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。
举一反三：
【变式1】（2019 南京检测）（1）根据图Ⅰ写出相关反应的热化学方程式：
/
（2）化学反应N2+3H2==2NH3的能量变化如图Ⅱ所示，该反应的热化学方程式是（ ）。
A．N2 (g)+3H2 (g)==2NH3 (l) ΔH=2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2 (g)+3H2 (g)==2NH3 (g) ΔH=2(b－c) kJ·mol－1
C．N2 (g)+H2 (g)==NH3 (l) ΔH=(b+c－a) kJ·mol－1
D．N2 (g)+H2 (g)==NH3 (g) ΔH=(a+b) kJ·mol－1
【答案】（1）CO (g)+H2O (g)==CO2 (g)+H2 (g) ΔH=－41 kJ·mol－1 （2）A
【解析】（1）图Ⅰ反映了反应物和生成物的能量关系，由图可知，反应物是CO、H2O (g)，生成物是CO2、H2，反应物的能量高于生成物的能量，是放热反应，ΔH＜0，即ΔH=－41 kJ·mol－1。
（2）图Ⅱ反映了由反应物到生成物所经历的反应过程和能量变化。起点为mol N2 (g)+H2 (g)，终点为1 mol NH3 (l)。变化三阶段为：①吸收能量a kJ；②放出能量b kJ；③1 mol NH3 (g)放出能量c kJ得到1 mol NH3 (l)。故可得热化学方程式：N2 (g)+H2 (g)==NH3 (l) ΔH=(a－b－c) kJ·mol－1，扩大化学计量数后得到A项。
例3?(2019 哈尔滨模拟)下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1 C(s)+ O2(g)====CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)==== SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH4
③H2(g)+ O2(g)====H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g) ΔH7 CaO(s)+H2O(l)====Ca(OH)2(s) ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
【思路点拨】本题主要考查对“ΔH”的理解，明确“ΔH”既有“+”“-”，又有数值大小。
【答案】选C
【解析】碳与氧气反应放热，即ΔH1<0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<ΔH2；等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。
【总结升华】反应焓变大小比较的三种方法
1.同一反应，生成物状态不同时：
A(g)+B(g)====C(g) ΔH1<0，A(g)+B(g)====C(l) ΔH2<0，因为C(g)====C(l) ΔH3<0，则ΔH3＝ΔH2-ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。
2.同一反应，反应物状态不同时：S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH1<0，S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2<0，/，ΔH2+ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1-ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。
3.两个有联系的不同反应相比：
C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1<0，C(s)+ O2(g)====CO(g) ΔH2<0，根据常识可知CO(g)+ O2(g)====CO2(g) ΔH3<0，又因为ΔH2+ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。
举一反三：
【变式1】已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O（g）＝H2（g）＋1/2O2（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
B．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） ΔH＝－484kJ·mol－1
C．H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g） ΔH＝＋242kJ·mol－1
D．2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1
【答案】A
【变式2】如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。试回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是____________________。
（2）产生上述现象的原因是____________________。
（3）写出有关反应的离子方程式________________。
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。
【答案】
（1）①镁片上有大量气泡产生； ②镁片逐渐溶解； ③烧杯中析出晶体
（2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体
（3）Mg＋2H＋＝Mg2＋＋H2↑
（4）小于
【巩固练习】
一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关热化学方程式的说法中不正确的是 ( )
A．热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据
B．热化学方程式中的化学计量数只代表反应物或生成物的物质的量
C．在加热或点燃条件下才能进行的化学反应既可以为放热反应，也可以为吸热反应
D．同一化学反应化学计量数不同，ΔH值不同。化学计量数相同而状态不同，ΔH值也不同
2．（2019 山东菏泽十三校期末）已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则表示乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）
A．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=一4b kJ·mol－1
B．C2H2（g）+O2（g）==2CO2（g）+H2O（g） ΔH=－2b kJ·mol－1
C．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－2b kJ·mol－1
D．2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－b kJ·mol－1
3．已知C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=akJ?mol﹣1
2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=﹣220kJ?mol﹣1
H﹣H、O=O和O﹣H键的键能分别为436、496和462kJ?mol﹣1，则a为（ ）
A．﹣332
B．﹣118
C．+350
D．+130
4．在烃分子中去掉2个H原子形成一个双键是吸热反应，大约需117 kJ/mol～125 kJ/mol热量。但1,3－环己二烯失去2个H原子变成苯是放热反应，反应热值是23.4 kJ/mol，以上事实表明( ) A．1,3－环己二烯加氢是吸热反应
B．1,3－环己二烯比苯稳定
C．苯加氢生成环己烷是吸热反应
D．苯比1,3－环己二烯稳定
5．（2019 上海高考）已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是 A. 加入催化剂，减小了反应的热效应 B. 加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C. H2O2分解的热化学方程式：H2O2 → H2O + O2 + Q D. 反应物的总能量高于生成物的总能量
6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol，向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是 ( )
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
7．已知分解1mol H2O2放出热量98kJ，在含少量I﹣的溶液中，H2O2分解的机理为：
H2O2+I﹣→H2O+IO﹣ 慢
H2O2+IO﹣→H2O+O2+I﹣ 快
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．反应速率与I﹣的浓度有关
B．IO﹣也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98kJ?mol﹣1
D．v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）
8．（2019 北京海淀）下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法正确的是（ ）。
/
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．白磷比红磷稳定
C．S (g)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH1 S (s)+O2 (g)==SO2 (g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
D．CO (g)+H2O (g)==CO2 (g)+H2 (g) ΔH＞0
9．已知A(g)＋B(g)＝C(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1，D(g)＋B(g)＝E(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，且Q1＞Q2，若A和D的混合气体1 mol完全与B反应，放出热量Q3 kJ，则A和B的物质的量之比为 ( )
A．(Q2－Q1) ∶ (Q1－Q3)
B．(Q3－Q2) ∶ (Q1－Q3)
C．(Q3－Q2) ∶ (Q3－Q1)
D．(Q1－Q2) ∶ (Q3－Q1)
10．有下列物质：①NaOH固体；②浓硫酸；③NH4NO3晶体；④CaO固体。现将它们分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内的滴有红墨水的水面呈现图所示状态，判断加入的物质可能是 ( )
/
A．①②③④ B．①②④
C．②③④ D．①②③
11．（2019 吉林摸底）某反应由两步反应A→B、B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如图所示（E1、E2、E3、E4表示活化能）。下列有关叙述正确的是（ ）
/
A．两步反应均为吸热反应 B．加入催化剂会改变反应的焓变
C．A、B、C中C最稳定 D．A→C反应的ΔH=E1－E2
二、非选择题
1．根据实验数据写出下列反应的热化学方程式：
(1)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ热量，请写出其燃烧的热化学方程式。
(2)18 g葡萄糖与适量O2反应，生成CO2和液态水，放出280.4 kJ热量。
(3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和H2O(l)。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
(4)常温常压下，一定质量的无水乙醇(C2H5OH)完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，请写出乙醇燃烧的热化学方程式。
2．化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：
H—S：364 kJ·mol－1，S—S：266 kJ·mol－1，S===O：522 kJ·mol－1，H—O：464 kJ·mol－1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：
2H2S(g)＋SO2(g)＝3S(s)＋2H2O(l) ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即/)，则Q＝____________。
(2)标准状况下，将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应，当a＞2b时，反应放热____________kJ·mol－1；当a＜2b时，反应放热____________kJ·mol－1。
(3)又已知H2O(l)＝H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1请写出(1)中反应若生成气态水时的热化学方程式____________。
3．2008年9月28日，“神舟”七号载人飞船飞行圆满成功，标志着我国已成为世界上第三个独立掌握空间出舱技术的国家。运载“神舟”七号飞船的“长征”2号(CZ2F)火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲基肼”(分子式为：C2H8N2)和四氧化二氮作为液态燃料。
(1)“偏二甲基肼”分子中有一个氮原子不与氢原子相连，它的结构简式是____________；
(2)已知a g偏二甲基肼与b g四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质。若生成1 mol N2的反应热为c kJ，写出热化学方程式__________________________________
【答案与解析】
一、选择题
1．【答案】 A
【解析】 A项中，若热化学方程式未注明温度和压强，则说明在常温常压下进行，而非标准状况下。B、C、D正确。
2．【答案】 A
【解析】 由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成4 mol二氧化碳气体和液态水，放出热量4b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式可表示为2C2H2（g）+5O2（g）==4CO2（g）+2H2O（1） ΔH=－4b kJ·mol－1。
3．【答案】D
【解析】已知①C（s）+H2O（g）═CO（g）+H2（g）△H=akJ?mol﹣1，
②2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=﹣220kJ?mol﹣1
①×2﹣②得：2H2O（g）═O2（g）+2H2（g）△H=（2a+220）kJ?mol﹣1＞0，
4×462﹣496﹣2×436=2a+220，
解得a=+130．
故选D．
4．【答案】 D
【解析】 化合物所具有的能量越低越稳定。
5．【答案】D
【解析】加入催化剂，降低活化能，加快反应速率，不改变平衡转化率。反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，热化学方程式但没有注明物质状态。
故选择D。
6．【答案】 D
【解析】 强酸的H＋与强碱的OH－在稀溶液中发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ/mol。由于稀醋酸中是主要醋酸分子，当醋酸和NaOH发生中和反应时醋酸的电离平衡向电离的方向移动，电离过程要吸热，因此中和反应放出的热量小于57.3 kJ/mol，ΔH1＞－57.3 kJ/mol；而浓H2SO4稀释时要放出热量，所以ΔH2＜－57.3 kJ/mol，故D符合题意。
7．【答案】A
【解析】A、已知：①H2O2+I﹣→H2O+IO﹣ 慢 ②H2O2+IO﹣→H2O+O2+I﹣ 快，过氧化氢分解快慢决定于反应慢的①，I﹣是①的反应物之一，其浓度大小对反应不可能没有影响，例如，其浓度为0时反应不能发生，故A正确；
B、将反应①+②可得总反应方程式，反应的催化剂是I﹣，IO﹣只是中间产物，故B错误；
C、1mol过氧化氢分解的△H=﹣98KJ/mol，△H不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，故C错误；
D、因为反应是在含少量I﹣的溶液中进行的，溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故D错误．
故选：A．
8．【答案】 A
【解析】 由图像可知石墨、红磷、S（s）所含能量分别比金刚石、白磷、S（g）低，所以由石墨转变为金刚石需要吸收能量，是吸热反应，A正确；能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，B错误；由固体转化为气体需要吸收热量，故ΔH1＜ΔH2，C错误；由图像可知CO（g）和H2O（g）所具有的总能量大于CO2（g）和H2（g）所具有的总能量，所以CO（g）+H2O（g）==CO2（g）+H2（g）为放热反应，ΔH＜0，D错误。
9．【答案】 B
【解析】 利用十字交叉法：
/
得n(A)∶n(B)＝(Q3－Q2)∶(Q1－Q3)
10．【答案】 B
【解析】 由图示可知，锥形瓶内压强大于外界大气压，显然，锥形瓶内气体受热膨胀。NaOH固体、浓硫酸溶于水的过程中，溶解放热；CaO固体与水反应放热。NH4NO3晶体溶解吸热。
11．【答案】 C
【解析】 A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，故B错误；物质的总能量越低，越稳定，故C正确；整个反应中ΔH=（E1+E3）－（E2+E4），故D错误。
二、非选择题
1．【答案】 (1)CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1
(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH＝－2804 kJ·mol－1
(3)SiH4(g)＋2O2(g)＝SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1427.2 kJ·mol－1
(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1
【解析】 书写热化学方程式时，注意反应物和生成物的状态，注意ΔH和化学计量数之间的关系。
2．【答案】 (1)154 (2) /
(3)2H2S(g)＋SO2(g)＝3S(s)＋2H2O(g) ΔH＝－66 kJ·mol－1
【解析】 (1)反应可以改成：2H2S(g)＋SO2(g)＝3/8S8(s)＋2H2O(l)
根据公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝4×364 kJ·mol－1＋2×522 kJ·mol－1－3×266 kJ·mol－1－4×464 kJ·mol－1＝－154 kJ·mol－1。
(2)当a＞2b时，H2S过量应依据SO2的量计算，当a＜2b时，SO2过量应依据H2S的量计算。
(3)1 mol液态水变成气态水需吸热44 kJ。若2 mol液态水变成气态水时则吸热88 kJ。则由第(1)问可知生成H2O(g)时共放热(154－88)kJ＝66 kJ。
3．【答案】 (1) /
(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)＝2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3c kJ/mol
【解析】 由于“‘偏二甲基肼’分子中的一个氮原子不与氢原子相连”，所以只能与碳原子相连，所以偏二甲基肼的结构简式为：/。
写热化学反应方程式的关键是确定物质状态及反应热，依题意，“偏二甲基肼与四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质”一定是二氧化碳气体、氮气和液态水。