易錯類型10化學能與熱能

01易錯陷阱(8大陷阱)

[易錯點1]不清楚能量高低與物質穩定性的關系

【易錯點2】錯誤判斷化學反應過程吸放熱情況

【易錯點3]混淆活化能與反應熱

【易錯點4]不清楚熱化學方程式的書寫規則和栗求

[易錯點5]不清楚反應熱、燃燒熱和中和熱的區別和聯系

[易錯點6]不能正確利用公式計算A77

【易錯點71不能正確比較反應熱的大小

【易錯點81不會分析反應歷程、機理圖

02易錯題通關

m易錯陷阱

易錯點1不清楚能量高低與物質穩定性的關系

【分析】

能量越低越穩定。同一物質能量由高到低：氣體(g)＞液體(1)＞固體(S)；穩定性：氣體(g)〈液體⑴〈固體(S)。

物質的焰越小，具有的能量越低，穩定性越強。

【例1】一定條件下，石墨轉化為金剛石吸收能量。下列關于石墨和金剛石的說法正確的是

A.金剛石比石墨穩定

B.兩物質的碳碳0鍵的鍵角相同

C.等質量的石墨和金剛石中，碳碳。鍵數目之比為4：3

D.可以用X射線衍射儀鑒別金剛石和石墨

易錯點2錯誤判斷化學反應過程吸放熱情況

【分析】

放熱反應和吸熱反應

(1)化學反應放熱和吸熱的原因

①從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析

能量能量

反應物生成物

?放出;吸收/I

\熱量能量》為“+”

/1或AH>0

圖示\［或A〃v0

生成物反應物

0反應過旌0反應過短

放熱反應吸熱反應

反應物的總能量大于生成物的總能量為反應物的總能量小于生成物的總能量為

結論

放熱反應，即：E(反應物)〉E(生成物)吸熱反應，即：E(反應物)<￡(生成物)

②從反應熱的量化參數一鍵能的角度分析：化學反應是舊鍵斷裂，新鍵生成的反應，兩者吸收和釋放能

量的差異表現為反應能量的變化。化學鍵的斷裂和形成時吸收和放出的能量差別是化學反應伴隨能量變化

的本質原因

吸收能量紇吸熱反應

生

反

成

化學反應的過程應

物

物

&v&,AHv0

放熱反應

新鍵生成釋放的能量大于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應放熱

規律

新鍵生成釋放的能量小于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應吸熱

【點撥】①注意過程(包括物理過程、化學過程)與化學反應的區別，有能量變化的過程不一定是放熱反應或

吸熱反應，如：水結成冰放熱但不屬于放熱反應。

②化學反應是放熱還是吸熱與反應發生的條件沒有必然聯系。如吸熱反應NH4cl與Ba(OH)在常

溫常壓下即可進行。

③焰變與反應發生的條件、反應進行是否徹底無關。

④化學反應一定伴隨著能量的變化，其能量變化主要表現為熱量的變化，但這并不是唯一的表現形式，如

發光、發電等。有能量變化的過程并不一定是化學變化過程，如物質的三態變化時伴隨著能量的變化。

【例2】(2023?海南卷)磷酸二氫鉀在工農業生產及國防工業等領域都有廣泛的應用。某研究小組用質量

分數為85%的磷酸與KCl(s)反應制備KH2PO4(S),反應方程式為H3PO4(aq)+KCl(s)=KH2PO4(s)+HCl(g)

一定條件下的實驗結果如圖1所示。

%

、

樹

^

群

g70

u50

N3n0

°012

反應時間/h

圖1

（2）該制備反應的3隨溫度變化關系如圖2所示。該條件下反應為反應（填“吸熱”或“放熱”），且反

應熱隨溫度升高而o

【變式2-1】（2024?貴州?二模）苯甲醇與澳化氫的反應PhCHzOH+HBrfPhCHzBr+HQOh代表苯基）

是分步進行的：

①PhCH20H+H+UPhCH26H2

②PhCH2OH2^.PhCH2+H2O

-

③PhCH2+BrTPhCH2Br

反應能量變化如圖所示。

下列說法錯誤的是

A.酸性條件下有利于該反應發生

B.第①、③步反應速率比第②步快

C.過渡態2的能量最高，所以第②步反應速率最慢

D.第③步是放熱反應

易錯點3混淆活化能與反應熱

【分析】

①催化劑能降低反應所需活化能，但不影響暗變的大小。也不能

活化能與反應提高反應物的平衡轉化率。

熱的關系②在無催化劑的情況下，?為正反應的活化能，生為逆反應的活

化能，即?=&+|M。

【例3】（2024?安徽卷）某溫度下，在密閉容器中充入一定量的x（g）,發生下列反應：

X（g）-Y（g）（AH1<0）,Y（g）-Z（g）（AH2<0）,測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程

示意圖符合題意的是

儀迎|口JL

【變式3-1】(2024?山西平遙第二中學校調研)為早日實現“碳中和碳達峰”目標，科學家提出用釘(Ru)基

催化劑催化CO?(g)和H?(g)反應生成HCOOH.反應機理如圖所示，已知當生成46g液態HCOOH時放出

31.2kJ的熱量。下列說法正確的是

A.反應歷程中存在極性鍵、非極性鍵的斷裂與形成

B.物質I為該反應的催化劑，物質II、in為中間產物

c.催化劑能降低活化能，加快反應速率，改變反應熱，從而提高轉化率

D.通過CC^g)和H?(g)反應制備液態HCOOH,每轉移Imolel放出31.2kJ的熱量

【變式3-1](2022?廣東卷)*2。3催化丙烷脫氫過程中，部分反應歷程如圖，X(g)—>Y(g)過程的熔變

為(列式表示)。

32

E3

'、/VY（g）

Ei/\E2|A//

x（g）

反應進羲

易錯點4不清楚熱化學方程式的書寫規則和要求

【分析】

項目化學方程式熱化學方程式

反應發生的條件：如加熱、測定反應的條件：如lOlkPa,25℃

注明的條件

光照、催化劑、高壓等（中學可不注明）

化學計量數的是整數！既表示微粒個數，不表示_________,表示___________,可以是整數，

意義和數值也表示該物質的物質的量也可以是_____數

書

根據具體反應，

寫沉淀、氣體符號不需標明！

在生成物中標明

各物質均要在化學式后標明狀態,同素異形體標至

物質的聚集狀態不需標明

實例c+c>2@co2TC（石墨）+C>2（g）=CO2（g）;△〃=-393.51kJmol-1

什么反應物多少物質的量的什么狀態的反應物生成多少物質的

物質的變化

生成什么生成物量的什么狀態的生成物

意

多少（質量、體積、物質的多少（物質的量）反應物

義量的變化

量）反應物生成多少生成物生成多少（物質的量）生成物

能量變化不能表明表明，A〃為“十”代表吸熱，A"為“一”代表放熱

①一看：化學原理是否正確，如表示工,和熱的熱化學方程式中，產物H2。的化學計量數必

熱化學方程

為1;表示燃燒熱的熱化學方程式中，可燃物的化學計量數必為1且燃燒產物應為穩定的氧

式判斷一

化物；②二看：狀態是否標明；③三方f：的單位是否正確；④四看：的數值與化學

四看

計量數是否對應

①必的值要與化學計算數相對應；②A”后注明“一”或“+”，且單位為kJmoL；③AH

溫馨提醒

與可逆符號及等號無關

【例4】（2023?海南卷）各相關物質的燃燒熱數據如下表。下列熱化學方程式正確的是

物質C2H6（g）C2H4（g）H2（g）

A///（kJ-mor1）-1559.8-1411-285.8

1

A.C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)AH=-141IkJ.mor

B.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)AH=-137kJ-mor'

1

C.H2O(l)=1o2(g)+H2(g)AH=+285.8kJ-mor

7

1

D.C2H6(g)+-O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)AH=-1559.8kJ-mor

【變式4-1】(2024?山東德州一中、二中聯考一模)下列說法正確的是

A.2Na(s)+^-O2(g)=Na2O(s)AH,2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)AH2,則AHIAAH?

B.凡的摩爾燃燒焰為一285.8kJ-moL,貝lj2H2(g)+O2(g)=2HzO(g)AH=-571.6kJmol1

C.3O2(g)=2O3(g)AH>0,則完全破壞等質量的和。3中的化學鍵，需要的能量。3大

1

D.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH,=-92.2kJmOr,則28gN?與足量H2反應放熱46.1kJ

【變式4-2】大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25。(2時，相關物質的

燃燒熱數據如表：

物質C（石墨，s）CH(1)

H2(g)66

燃燒熱AH/kJmol1-285.8-393.5-3267.5

則25七時氏?和C（石墨,S）生成C6H6（1）的熱化學方，F呈式為O

【答案】6c（石墨，s）+3H2（g）=C6H6（1）A〃=49.1kJmoL

易錯點5不清楚反應熱、燃燒熱和中和熱的區別和聯系

【分析】

反應熱、燃燒熱和中和熱的比較

反應熱燃燒熱中和熱

25°C、101kPa時，1mol在稀溶液中，酸與堿發生中

化學反應過程中放

概念純物質完全燃燒生成穩定和反應生成1mol液態水時

出或吸收的熱量

的氧化物時所放出的熱量所放出的熱量

能量的變化放熱或吸熱放熱放熱

放熱時，A//<0；

的大小AH<0A//<0

吸熱時，AH>0

反應條件一定壓強下25℃>101kPa稀溶液

反應物的量不限1mol純物質不一定是1mol

生成物的量不限不限1mol液態水

NH=~akJmol-1燃燒熱為akJmol-1或中和熱為57.3kJ-moL或

表示方法

或AH=+qkJ-mol-1=~akJmol-1AH=-57.3kJmol-1

【微點撥】

①用“焰變(AH)”表示反應熱時，AH>0表示吸熱，AH<0表示放熱，AH后所跟數值需要帶“+”、“一”符號

②描述反應熱時，無論是用“反應熱”、“熔變”表示還是用AH表示，其后所跟數值需要帶“+”、“一”符號

③用文字描述中和熱和燃燒熱時，不帶“一”號，但用AH表示時必須帶“一”符號

如：CH4的燃燒熱為890.3KJ/mol、甲烷的燃燒熱AZ7=-890.3KJ/mol

【例5】下列說法正確的是

A.肌(N2H。的燃燒熱為622.08kJ-mol-i,則熱化學方程式為N2H4⑴+C)2(g)=用他)+2叢0值)NH=一

622.08kJ-mol-1

B.斜方硫的燃燒熱為297kJ-molT,則熱化學方程式為S(s,斜方硫)+C)2(g)=SCh(g)AH=+297kJ-mo「

1

3

C.H2s的燃燒熱為562.2kJ，moL,則熱化學方程式為H2s(g)+—Ch(g)=502?+%。⑴A7/=-562.2

2

kJmol-1

D.白磷和紅磷轉化的熱化學方程式為丑4(白磷，s)=4P式紅磷，s)A//V0,則白磷和紅磷在。2中充分燃

燒生成等量P2O5⑸，紅磷放出的熱量更多

【變式5-1】有關熱化學方程式書寫與對應表述均正確的是()

+1

A.稀硫酸與0.1mol-L^NaOH溶液反應：H(aq)+OH(aq)=H2O(1)AH=-57.3kJmol

B.在lOlKPa下氫氣的燃燒熱△H=-285.5kJ-moH,則水分解的熱化學方程式：2H2O(l)=2H2(g)+C>2(g)AH

=+285,5kJmol-1

C.己知2c(s)+C)2(g)=2CO(g)AH=-221kJ-mol1,則可知C的燃燒熱為110.5kJ-mol-1

D.Imol氫氣完全燃燒生成液態水放熱為285.8kJ,則氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+C?2(g)=2H2O(g)

AH=-285.8kJ-mol-1

易錯點6不能正確利用公式計算

【分析】

1.根據化學鍵的斷裂與形成計算：△〃=反應物的鍵能總和一生成物的鍵能總和。

2.根據反應物生成物的能量計算：/由生成物能量一反應物能量

3.根據蓋斯定律計算:

化學反應的熱效應只與反應物的最初狀態和生成物

內的最終狀態有關，而與中間的變化途徑無關。一個

容反應若分幾步進行，即各步反應的熱效應的代數和

與這個反應由一步完成時的熱效應相同。

溫①反應式乘以或除以某數時，△〃也應乘以或除以某數

馨②應式進行加減運算時，AH也同樣要進行加減運算，且要帶“+"、"一”符號，即把A"看作一個整體進行運算

提③過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把△〃看作一個整體。

醒④設計的反應過程中常會遇到同一物質固、液、氣三態的相互轉化，狀態由固一液一氣變化時，會吸熱；反之

會放熱

⑤設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數值相等，符號相反

【例6-1](2024?甘肅卷)SiHCL是制備半導體材料硅的重要原料，可由不同途徑制備。

1

(1)由SiCL制備SiHCh：SiCl4(g)+H2(g)=SiHCl3(g)+HCl(g)AH1=+74.22kJ-mol(298K)

1

已知SiHCl3(g)+H2(g)=Si(s)+3HCl(g)AH2=+219.29kJ-moF(298K)

298K時，由SiC14(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)制備56g硅(填“吸”或“放")熱kJ。升高溫度有利于

制備硅的原因是o

【例6-2](2022?浙江卷)標準狀態下，下列物質氣態時的相對能量如下表：

物質HOHO

(g)0HHOHOOH2O2222

能量/kJ?mol”249218391000-136-242

可根據HO(g)+HO(g尸凡。??計算出HQ,中氧氧單鍵的鍵能為214kJ.mo『。下列說法不正確的是A.H2

的鍵能為436kJ-mo-

B.的鍵能大于HQ?中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJ-mor'

【變式6-1](2024?湖南卷)丙烯睛(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料。工業上以N?為載氣，用TiO?

作催化劑生產CH廣CHCN的流程如下：

進料反應釜I反應釜口出料

已知：①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應溫度恒定：

②反應釜I中發生的反應：

i：HOCH2CH2COOC2H5(g)->CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)AH1

③反應釜n中發生的反應：

ii：CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)^CH2=CHCONH2(g)+C2H5OH(g)AH2

iii：CH2=CHCONH2(g)^CH2=CHCN(g)+H2O(g)AH3

④在此生產條件下，酯類物質可能發生水解。

回答下列問題：

(1)總反應HOCH2CH2COOC2H5(g)+NH3(g)->CH2-CHCN(g)+C2H50H(g)+2H2O(g)AH=(用

含AH1、AH2,和AH,的代數式表示)；

【變式6-2](2021?浙江1月選考)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：

共價鍵H—HH—0

鍵能/kJ?molt436463

熱化學方程式2H2(g)+O2(g)=2H,0(g)A/7=-482kJmol-'

則2O(g)=O2(g)的A/Z為

A.428kJmol_1B.—428kJmol-1

C.498kJ-mol-1D.—498kJ-mol-1

易錯點7不能正確比較反應熱的大小

【分析】

反應熱的大小比較

(1)與“符號”相關的反應熱比較：對于放熱反應來說，A^=-2kJmol1,雖然“一”僅表示放熱的意思，但在

比較大小時要將其看成真正意義上的“負號”，即：放熱越多，A"反而越小

(2)與“化學計量數”相關的反應熱比較

1

如：H2(g)+^O2(g)=H2O(l)A^i=-akJmol,

2

-1

2H2(g)+O2(g)^=2H2O(l)AH2=-bkJmol,a<b,AHI>AH2O

⑶與“物質聚集狀態”相關的反應熱比較

①同一反應，生成物狀態不同時

(4)與“同素異形體”相關的反應熱比較

E

C(石墨，s)+O2(g)^CO2(g)AH1C(金剛石,S)+C12

C(金剛石，s)+O2(g)^=CO2(g)A772

C(石墨,s)+0^\\

因為C(石墨，s)^=C(金剛石，s)zV/>0

_coxg)

所以I

A7/>AH2反應過短

【例7】(2021?浙江卷)相同溫度和壓強下，關于物質燧的大小比較，合理的是

A.ImolCH4(g)<ImolH2(g)

B.ImolH2O(g)<2molH2O(g)

C.ImolH2O(s)>lmolH2O(1)

D.1n?lC(s,金剛石)〉1n?lC(s,石墨)

【變式7-1】關于下列△〃的判斷正確的是

COF(aq)+H+(aq)=HCO^(aq)NHX

COF(aq)+H2O(l)=HCOf(aq)+OH(aq)AH2

OH-(aq)+H+(aq)=H2O(1)AH3

OH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COO(aq)+H2O(l)AH4

A.AHi<0AH2<0B.NHX<\H2

C.AH3coA//4>0D.A//3>A//4

【變式7-2］比較下列反應熱的大小：

(1)已知反應H2(g)+I2(g)=2HI(g)NH\和反應H2(g)+I2(s)=2HI(g)△%，則AZ72(填

或“=")AZ7i。

(2)二氧化碳加氫制甲醇的總反應可表示為CO2(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H20(g)AH,一般認為通過如

下步驟來實現。?CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH2；體系能量

變化如圖所示。

體

系

能C0(g)+H,0(g)+2H,(g)

量

CO2(g)+3H2(g)

CHQH(g)+H2(J(g)

O反應進程

則NH}AH2(填“〉或“=")。

(3)335。(2時，在恒容密閉容器中，1molCioH/l)催化脫氫的反應過程如下。

反應I：C10H18(l)=Ci0H12(l)+3H2(g)NH\

反應H：C10H12(l)=C10H8(l)+2H2(g)兇2

能年/(kJ/mol)

----------------------------C10H8(l)+5H2(g)

--------------------C10H12(l)+3H2(g)

-----GoHi8(l)

°反應進程

則NH\0(填“或"=")、KH]0o

易錯點8不會分析反應歷程、機理圖

【分析】

反應機理題的解題思路

(1)通覽全圖，找準一'儕!J"二“物”。

①催化劑：催化劑在機理圖中多數是以完整的循環出現的，以催化劑粒子為主題的多個物種一定在機理圖

中的主線上。

②反應物：通過一個箭頭進入整個歷程的物質一般是反應物。

③生成物：通過一個箭頭最終脫離整個歷程的物質多是產物。

④中間體：通過一個箭頭脫離整個歷程，但又生成的是中間體，通過兩個箭頭進入整個歷程的中間物質也

是中間體，中間體有時在反應歷程中用“]”標出。

(2)逐項分析得答案：根據第一步由題給情境信息，找出催化劑、反應物、生成物、中間體，再結合每一選

項設計的問題逐項分析判斷，選出正確答案。

【例8】(2024?河北卷)我國科技工作者設計了如圖所示的可充電Mg-CO?電池，以Mg(TFSI)2為電解質,

電解液中加入1,3-丙二胺(PDA)以捕獲CO?,使放電時CO?還原產物為他GQ。該設計克服了MgCOs導

電性差和釋放CO?能力差的障礙，同時改善了Mg?+的溶劑化環境，提高了電池充放電循環性能。

對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對

能量變化如圖(*表示吸附態)。

金

猿

?

,MgC.O.

反應漱程

下列說法錯誤的是

0

A.PDA捕獲C。2的反應為H2Mz'八NH2s一~NN人OH

即H

B.路徑2是優先路徑，速控步驟反應式為

*C20；-+八/X

H2NNH2

C.路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同；路徑2、3起始物相同但產物不同

D.三個路徑速控步驟均涉及*CO；轉化，路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生

【變式8-1]（2024?貴州卷）AgCN與CH3cH?Br可發生取代反應，反應過程中CN-的C原子和N原子均

可進攻CH3cH?Br,分別生成睛（CH3cH?CN）和異睛（CH3cH?NC）兩種產物。通過量子化學計算得到的反應

歷程及能量變化如圖（TS為過渡態，I、II為后續物）。

CH能量

31NCH3

TSI0/

e產、L/，，「C-CH,

；Ag-----Br

異月青,

CH3CH2NC+AgBr/AgCN+CH3cH?Br：

\w

\CHCHCN+AgBr

CHCHN=C--Ag--Br32

32\L”一

CH3cH2c=N--Ag■-Br

反應進程反應進程

由圖示信息，下列說法錯誤的是

A.從CH3cH?Br生成CH3cH?CN和CH3cH?NC的反應都是放熱反應

B.過渡態TS1是由CN-的C原子進攻CH3cH?Br的a-C而形成的

C.I中“N-Ag”之間的作用力比H中“C-Ag，，之間的作用力弱

D.生成CH3cH?CN放熱更多，低溫時CH3cH?CN是主要產物

【變式8-2]（2024屆?重慶?三模）甲酸常用于橡膠、醫藥等工業。在一定條件下可分解生成CO和H2。,

在無、有催化劑條件下的能量與反應歷程的關系如下圖所示，下列說法正確的是

O

H

H

&

C

/

\

H

能r

一H

量/

H

o

n

Z

+HO

e

C

2

H

+H

H

X

z

瓦

O

H

HQ

CO+

\

&

+H+

\

E0

程