專題02化學反應中的熱

題型梳理

?題型01放熱反應和吸熱反應的判斷

?題型02熱化學方程式的書寫

?題型03利用熱化學方程式進行能量變化的計算

?題型04反應過程能量變化曲線圖的分析

?題型05利用鍵能估算化學反應中的能量變化

?題型06燃料的熱值問題

?題型07燃料與環境保護

舉一反三

?題型01放熱反應和吸熱反應的判斷

知識積累

1.放熱反應與吸熱反應的比較:

放熱反應吸熱反應

定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應

形成反應物具有的總能量大于生成物具有的總反應物具有的總能量小于生成物具有的總

原因能量能量

與化學鍵生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應

強弱的關系物分子斷鍵時吸收的總能量物分子斷鍵時吸收的總能量

反應十臺匕身霜［能量

物的迷邕........

一能

總能

時

反應吸

總

量

應

熱

成

量

反

的

過程量

的

生

物

物

能

總

能

圖示總

一

量

反^

量

程

2.常見的放熱反應和吸熱反應

活潑金屬與水或酸的反應，如2Na+2H2。

=2NaOH+H2f

酸堿中和反應，如NaOH+HCl=NaCI+H9

燃燒反應，如C+O?型CO?

多數化合反應，如CaO+H2O=Ca(OH)2

多數分解反應，如CaCO；：

CaO+CO2t

Ba(OH)2-8H2O+2NH4CL

BaC12+10H2d+2NH3f

高溫

常見三個CHOCOH

特殊反應+2=+2

c+co.=2CO

3.放熱反應和吸熱反應的判斷方法

（1）根據反應物和生成物的總能量大小判斷。反應物的總能量大于生成物的總能量的反應為放熱反應，反

之為吸熱反應。

（2）根據化學鍵斷裂和形成時能量變化大小關系判斷。

破壞反應物中化學鍵吸收的能量大于形成生成物中化學鍵放出的能量的反應為吸熱反應，反之為放熱反應。

（3）根據經驗規律判斷。用常見吸熱和放熱的反應類型來判斷。

【典例1】將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應

劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知（）

A.NH4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應

B.該反應中，熱能轉化為化學能

C.醋酸與NH4HCO3發生了復分解反應，該反應為吸熱反應

D.該反應的離子方程式為：CO；+2H+=CC?2T+H2O

【答案】B

【解析】

A.醋酸逐漸凝固，溫度下降，可知NH4HCO3與鹽酸的反應為吸熱反應，故A錯誤；

B.熱能轉化為化學能儲存在新物質中，故B正確；

C.醋酸與NH4HCO3未接觸，未發生反應，故C錯誤；

D.HCO3不能拆，故D錯誤；

故答案為B。

【典例2】下列民俗、詩句、諺語等包含吸熱反應的是（）

A.民間焰火之最——確山打鐵花

B.千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑

C.只要功夫深，鐵杵磨成針

D.冰，水為之，而寒于水

【答案】B

【解析】A.民間焰火之最——確山打鐵花，是高能狀態轉變為低能狀態，是放熱過程，故A不符合題意；

B.“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”，是吸熱反應，故B符合題意；C.“只要功夫深，鐵杵磨成針”，是物

理變化，故C不符合題意；D.“冰，水為之，而寒于水”，水到冰是放熱過程，故D不符合題意。

【變式1-1】下列反應中熱量變化與圖一致的是

八能量

......「生成物

反應物

------------------------A

A.天然氣的燃燒能量生成物

B.鋅與稀硫酸反應

C.NaOH溶液和HNO3溶液反應反應物

D.Ba（OHL8H2O晶體和NHQ晶體反應

【答案】D

【解析】由圖可知，反應物總能量小于生成物總能量，為吸熱反應，結合常見的吸熱反應有：絕大數分解

反應、個別的化合反應（如C和CO2）、碳或氫氣作還原劑的氧化還原反應、某些復分解（如鏤鹽和強堿）等

來解答。

由圖可知，反應物總能量小于生成物總能量，為吸熱反應，

A.天然氣的燃燒，屬于放熱反應，故A錯誤；

B.鋅與稀硫酸反應，為放熱反應，故B錯誤；

C.NaOH溶液和HNO3溶液反應，為中和反應，屬于放熱反應，故C錯誤；

D.NH4cl晶體和Ba（OH『8H2O晶體反應，為吸熱反應，故D正確；

故選：D。

【變式1-2]A+B=C+D是化學反應，已知該反應為放熱反應，對該反應的說法正確的是

A.A的能量一定高于C的能量

B.B的能量一定高于D的能量

C.反應物A與B的總能量一定低于生成物C與D的總能量

D.反應物A與B的總能量一定高于生成物C與D的總能量

【答案】D

【解析】反應物的總能量大于生成物的總能量的反應是放熱反應。已知該反應是放熱反應，則反應物A和

B的總能量大于產物C和D的總能量。

答案選D。

【變式1-3]已知反應A+BUC+D為放熱反應，對于該反應，下列說法中正確的是

A.ImolA和ImolB的總能量高于ImolC和ImolD的總能量

B.B的能量一定高于D

C.因為該反應為放熱反應，故不加熱反應就可以發生

D.A的能量一定高于C

【答案】A

【解析】A.放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，故A正確；

B.放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，B和D只是反應物和產物中的一部分，故B錯誤；

C.放熱反應與反應條件無關，有的放熱反應需要加熱，故C錯誤；

D.放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，A和C只是反應物和產物中的一部分，故D錯誤。

故選Ao

【變式1-4】小茗同學所在的化學興趣小組為了探究化學反應的熱效應，進行了如下實驗：

（1）將純固體物質X分別裝入有水的錐形瓶里（發生化學反應），立即塞緊帶U形管的塞子，發現U形管內

紅墨水的液面高度如圖所示。

圖1圖2

①若如圖1所示，發生的反應（假設沒有氣體生成）是（填“放熱”或“吸熱”）反應，X可以是（填

化學式，只填一種即可）。

②若如圖2所示，發生的反應（假設沒有氣體生成）是（填“放熱”或“吸熱”）反應，以下選項中與其能量

變化相同的是（填字母）-

A.CO還原CuO的反應B.CaCCh的分解反應C.A1和FezCh的反應

（2）如圖3所示，把試管放入盛有25。（2飽和澄清石灰水的燒杯中，試管中開始放幾小塊鋁片，再滴入5mL

NaOH溶液。試回答下列問題：

實驗中觀察到的現象是：大試管中鋁片逐漸溶解、有大量氣泡產生、燒杯中澄清的石灰水變渾濁，其中“石

灰水變渾濁”的主要原因是o

【答案】（1）①放熱CaO②吸熱AB（2）鋁片與NaOH溶液反應放熱，燒杯內溶液溫度升高，

Ca（OH）2溶解度降低，析出晶體

【解析】（1）①將純固體物質X裝入有水的錐形瓶里（假設沒有氣體生成），立即塞緊帶U形管的塞子，發

現U形管內紅墨水的液面高度若如圖1所示，U形管左側液面降低，右側液面升高，說明錐形瓶內氣體膨

脹，溫度升高，發生的反應是放熱反應，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，反應放熱，所以X可以是CaO；②

將純固體物質X裝入有水的錐形瓶里(假設沒有氣體生成)，立即塞緊帶U形管的塞子，發現U形管內紅墨

水的液面高度若如圖2所示，U形管左側液面升高，右側液面下降，說明錐形瓶內氣體收縮，溫度降低，

發生的反應是吸熱反應；A項，CO還原CuO生成二氧化碳和銅，該反應是吸熱反應，符合題意；B項，

CaCC>3的分解生成氧化鈣和二氧化碳，分解反應吸熱，符合題意；C項，A1和FezCh的反應生成氧化鋁和

鐵，鋁熱反應放熱，不符合題意；選AB；(2)氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而降低，鋁片和氫氧化鈉反

應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應放熱，燒杯內溶液溫度升高，氫氧化鈣溶解度減小，有氫氧化鈣析出，所以

燒杯中澄清的石灰水變渾濁。

?題型02熱化學方程式的書寫

知識積累

1.概念：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。

2.意義：表明了化學反應中的物質變化和能量變化。

例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)-571.6kJ-moL,表示2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態水時

放出571.6kJ的熱量。

3.書寫要求

(1)注明反應的調度和壓強(25。。、101kPa下進行的反應可不注明)。

(2)注明反應物和生成物的狀態：固態(s)、液態(1)、水溶液(aq)、氣態(g)。

(3)各物質的化學計量數只表示物質的物質的量,而不表示分子個數(或原子個數)，因此可以寫成整數，也可以

寫成分數。

(4)不用標注寸”“1”。

(5)熱化學方程式能反映該反應已完成的量。由于AH與反應物質的量有關，所以熱化學方程式中物質的化學

計量數必須與AH相對應，如果化學計量數加倍，則S也要加倍。當反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正

反應的反應熱的數值相等,符號相反。

4.“五看”法判斷熱化學方程式的正誤

一看方程式是否配平；二看各物質的聚集狀態是否正確；三看AH的“+”“一”符號是否正確；四看反應熱

的單位是否為“kJmoL"；五看反應熱的數值與化學計量數是否對應。

【典例3】用0.5molCu(s)與適量反應，生成CuO(s),放出78.5kJ的熱量，該反應的熱化學方程式表

達正確的是

A.2Cu+O2=2CuOAH=-314.0kJ/mol

B.2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)AH=+314,0kJ/mol

C.2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)AH=-78.5kJ/mol

D.2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)AH=-314.0kJ/mol

【答案】D

【解析】A.沒有標出反應物和生成物的聚集狀態，A錯誤；

B.該反應為放熱反應，AHV0,B錯誤；

C.反應熱與反應物、生成物的物質的量成正比，2moicu(s)參加反應，AH=-(78.5x4)kJ/mol=-

314.0kJ/moLC錯誤；

D.反應物、生成物的狀態都已標出，2moicu(s)參加反應，AH=-(78.5x4)kJ/mol=-314.0kJ/mol,D正確;

故選D。

【點睛】書寫熱化學方程式要注意：物質的聚集狀態必須標出；“加熱”“點燃”等反應條件不寫；AH與反應

物、生成物的物質的量成正比，“+”“一”要標對，單位為“kJ/mol，或“kJ-moH”。

【典例4】依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式。

(1)1molN2(g)與適量H2(g)起反應，生成NH3?,放出92.2kJ熱量__________。

(2)衛星發射時可用腫(N2HD作燃料，ImolN2H4(1)在02(g)中燃燒，生成N2(g)和H2。。)，放出622kJ熱

量__________0

(3)1molCu(s)與適量起反應，生成CuO(s),放出157kJ熱量__________=

(4)1molC(s)與適量印0值)起反應，生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ熱量__________。

(5)汽油的重要成分是辛烷(C8Hl8),1molC8H*(1)在02(g)中燃燒,生成CO??和H2。。),放出5518kJ

熱量__________o

【答案】(1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.2kJ/mol

(2)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)AH=-622kJ/mol

(3)Cu(s)+1o2(g)=CuO(s)AH=-157kJ/mol

(4)C⑸+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ/mol

25

(5)C8Hl8(1)+—O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJ/mol

【解析】(1)ImoM?與適量H2(g)反應，生成NH3(g),放出92.2kJ熱量，放熱為負值，所以該反應熱化

學方程式為N2(g)+3H2?=2N%(g)AH=-92.2kJ/mol,故答案為：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.2kJ/mol；

(2)ImolN2H4(1)在02(g)中燃燒，生成N2(g)和H2。。)，放出622kJ熱量，放熱為負值，所以該反應熱化學

方程式為N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2。⑴AH=-622kJ/mol,故答案為：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)

AH=-622kJ/mol；

(3)ImolCu(s)與適量02(g)反應，生成CuO(s),放出157kJ熱量，放熱為負值，所以該反應熱化學方程式

%Cu(s)+1o2(g)=CuO(s)AH=-157kJ/moL故答案為：Cu(s)+1O2(g)=CuO(s)AH=-157kJ/mol；

(4)ImolC(s)與適量H2O(g)起反應，生成CO(g)和H2(g),吸收13L3kJ熱量，吸熱為正值，所以該反應熱

化學方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ/mol,故答案為：C(s)+H2(Xg)=CC)(g)+H2(g)

AH=+131.3kJ/mol；

(5)ImolC8Hl8(1)在。2值)中燃燒，生成CC)2(g)和H2。。)，放出5518kJ熱量，放熱為負值，所以該反應熱化

2525

學方程式為C8Hl8(1)+菱。2色尸8co2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJ/mol,故答案為：C8H18(1)+y

O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)AH=-5518kJ/mol,

【變式2-1】OSmolCH’完全燃燒生成CO?和液態H。時，放出445kJ熱量，則下列熱化學方程式正確的是

A.2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)AH=-1780kJmor1

B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H,O(1)AH=+890kJ

C.|CH4(g)+02(g)=1CO2(g)+H2O(g)AH=-445kJ

1

D.CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H2O(g)AH=-890kJmor

【答案】A

【解析】0.5molCH4完全燃燒生成CO?和液態HzO時，放出445kJ熱量，則ImolCE在氧氣中燃燒生成CO?

和液態水，放出890kJ熱量；2moicR在氧氣中燃燒生成CO?和液態水，放出1780kJ熱量；放熱反應的△!!

為負值，則熱化學方程式為2cH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4HQ(l)AH=-HSOkJ.mor1；故選A。

【變式2-2】汽車發動機工作時，會引發N?和反應生成NO,其能量變化如圖所示。下列表示圖中對應

反應的熱化學方程式書寫正確的是

Qo+OO\

*....一…KJ632kJ-mol1

946kJmol'498kJmol\

OOooQo

N2O2NO

A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH-=812kJmor'

B.N2+O2=2NOAH=-812kJ.mo『

4

C.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=-180kJ-mol

4

D.N2(g)+O2(g)=2NO(g)A77=180kJmol

【答案】D

【解析】根據能量變化圖計算反應熱，反應熱=吸收的總能量-放出的總能量，再根據熱化學方程式的書寫

規則書寫。

根據題意寫出對應的方程式：N2(g)+C)2?=2NO(g)△由吸收的總能量-放出的總能量

=96KJ/mol+498KJ/mol-2x632KJ/mol=180KJ/mol,N2(g)+02(g)=2N0(g)A〃=180kJ-mo「，A項的反應熱

計算錯誤；B項的反應熱計算錯誤，且物質的狀態沒有標；C項中△”應為正值；故選D。

【變式2-3］研究化學反應中的能量變化有重要意義，請回答下列問題。

(1)Cb和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HC1和CO2，當有1molCb參與反應時釋放出145kJ熱量，寫出

該反應的熱化學方程式：=

(2)火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煨燒，所得

物質可作耐高溫材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2AbC)3(s)+3TiC⑸AH=-1176kJ-moH,則反應過程中，每

轉移1mol電子放出的熱量為kJ。

(3)已知25。(2、101匹2時，1g甲烷不完全燃燒生成CO和液態水時放出37.96kJ熱量，則該條件下反應

2cH4(g)+3C)2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的AH=kJnoH。

1

【答案】(1)2Cl2(g)+2H20(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g)AH=一290kJ-mol-或其他合理形式

(2)98

(3)-1214.72

【解析】(1)Cb和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HC1和CO2，當有1molCb參與反應時釋放出145kJ熱

量，若有2molCb參與反應時釋放出290kJ熱量，則反應的熱化學方程式為：2CE(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)

1

+CO2(g)AH=-290kJmol；

(2)反應4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2A12C)3(s)+3TiC(s)中轉移電子數為12電子：

1

4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)AH=-1176kJmol,則反應過程中，每轉移1mol電子放出的

1176kJ

熱量為=98kJ；

(3)已知25。(2、101kPa時，1g甲烷不完全燃燒生成CO和液態水時放出37.96kJ熱量，則2moic印不完

全燃燒生成CO和液態水時放出1214.72kJ熱量，故該條件下反應2cH4(g)+302值)=289)+4叢0(1)的4H=-

1214.72kJ-moH。

?題型03利用熱化學方程式進行能量變化的計算

【典例5】火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煨燒,

所得物質可作耐高溫材料，4A1(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2A12O3(s)+3TiC(s)AH=-1176kJ-mor1，則反

應過程中，每轉移Imol電子時放出的熱量為o

【答案】98kJ

【解析】由方程式可知，反應中鋁化合價升高為還原劑，碳化合價降低為氧化劑，每4moiA1反應轉移電子

12moi放熱1176kJ,則轉移Imol電子放熱1176kJ+12=98kJ。

【變式3-11lgH2燃燒生成液態水，放出142.9kJ的熱量，下列熱化學方程式正確的是

A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=+571.6kJ-mor'

B.H2(g)+1o2(g)=H2O(l)AH=-142.9kJ-mor1

C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-571.6kJ-mor'

1

D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-mol

【答案】D

【解析】lgH2燃燒生成液態水，放出142.9kJ的熱量，則Imol氫氣放出285.8KJ熱量,2mol氫氣放出571.6KJ

熱量，由此可知選D。

【變式3-2】已知：2H2?+02(g)=2H2O(1)AH=-571.6kJmoH,2C0(g)+02(g)=2CO2(g)AH=-565.8kJmol"。

某玲和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成8.8gCO2,則原混合氣體中H2和CO的物

質的量之比為

A.2：1B.1：2C.1：1D.2：3

【答案】C

【解析】由8.8gCC)2,可得原CO為0.2moL反應中放熱為56.58kJ,其余的熱量113.74kJ-56.58kJ=57.16kJ

是H2燃燒放出的，由此可根據反應2H2(g)+O2?=2H2。(1)411=-571.6口皿01-1求出也也是0.2mol；

答案選C。

【變式3-3】已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)AH=437.3kJ-mol

H2(g)+1O2(g)=H2O(g)AH=-285.8kJ-mol

CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJ-mol

①寫出煤氣化(碳和水蒸氣反應生成一氧化碳和氨氣)的熱化學方程式。

②計算10m，(標準狀況下)水煤氣完全燃燒放出的熱量為kJ(結果保留小數點后一位)。

【答案】C(s)+H?O(g)=CO@+H?@AH=+131.5kJmol126961.9

【解析】①煤氣化(碳和水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣氣)

C(s)+O2(g)=CO2(g)^=-437.31^0101

H式g)+；。式g)=H?O(g)AH2=-285.8kJmol

1

CO(g)+-O2(g)=CO2(g)AH3=-283.0kJmol

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=AH1-AH2-AH3=+131.5kJmol

②1On?(標準狀況下)水煤氣中有5m3的一氧化碳和5m3的氫氣，它們的物質的量都為

三粵mol=223.21mol,根據燃燒熱化學方程式可知，混合物完全燃燒放出的熱量為

22.4

285.8kJ-molx223.2Imol+223.2Imolx283.OkJ-mol=l26961.9kJo

【變式3-4］依據事實書寫熱化學方程式。

(1)1g碳與適量水蒸氣反應生成CO和H2，需要吸收10.94kJ熱量，此反應的熱化學方程式

為。

(2)已知2.0g燃料朧(N2H。氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4kJ的熱量，則表示月井燃燒的熱化學方

程式為O

(3)CuCl(s)與02反應生成CuCb(s)和一種黑色固體。在25℃>101kPa下，已知該反應每消耗1molCuCl(s)放

熱44.4kJ,該反應的熱化學方程式是o

1

【答案】(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+131.28kJmol-

(2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)

AH=—534.4kJmol1

1

(3)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)AH=-177.6kJmol

?題型04反應過程能量變化曲線圖的分析

占燃

【典例6】反應H2+CI2旦2HC1的總能量變化如圖所示。下列說法正確的是

總能量

??

反應過程

A.過程1釋放能量B.過程2吸收能量

C.該反應是放熱反應D.過程1的能量變化大于過程2

【答案】C

【解析】A項，根據圖示，過程1斷鍵，吸收能量，錯誤；B項，根據圖示，過程2成鍵，釋放能量，錯

誤；C項，根據圖示，反應物總能量大于生成物總能量，該反應是放熱反應，正確；D項，根據圖示，過

程1吸收的能量小于過程2釋放的能量，過程1的能量變化小于過程2,錯誤。

【典例7］習近平總書記在2023年新年賀詞中點贊中國航天新成就一神舟十三號、十四號、十五號接力騰

飛，中國空間站全面建成。長征運載火箭采用液氫、液氧等無毒無污推進劑。分解水獲得氫氣的能量變化

如圖所示，下列說法正確的是

f能量

-------"生成物

反應物-------

反應進瘟

A.斷開H-0鍵放出能量B.形成H-H鍵吸收能量

C.該反應為吸熱反應D.反應物總能量大于生成物總能量

【答案】C

【解析】A.斷開化學鍵需要吸收能量，A錯誤；

B.形成H-H鍵放出能量，B錯誤；

C.由圖可知，分解水的過程中反應物的能量低于生成物，說明該過程是吸熱反應，C正確；

D.反應物總能量小于生成物總能量，D錯誤；

故選C。

【變式4-1】自然界中臭氧形成反應3O2（g）=2O3（g）的能量變化如如圖所示。下列說法中錯誤的是

能量

A.2。3=3。2為放熱反應B.氧氣比臭氧穩定

C.反應物的能量低于生成物D.反應熱為當一Ei

【答案】D

【解析】A項，根據圖示，生成物總能量大于反應物總能量，302=203為吸熱反應，203=302為放熱反

應，正確；B項，氧氣的能量比臭氧低，所以氧氣比臭氧穩定，正確；C項，根據圖示，反應物的能量低于

生成物，正確；D項，由圖像可知反應熱為民一?，錯誤。

【變式4-2】航天飛船可用股(N2H4)做動力源，己知液態陰與液態H2O2反應時放出大量的熱量，下列說法

錯誤的是

反應過程

A.Imol朋＜N2HQ分子中含有4moiN-H鍵

B.該反應中的熱量變化如圖所示

C.該反應的反應物總鍵能小于生成物總鍵能

D.該反應的化學方程式為：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),其產物對環境無污染

【答案】B

【解析】A.朋結構式為1個肺分子中含有4個N-H鍵，則1mol腫中含有4moiN-H鍵，故A

正確；

B.如果反應物總能量大于生成物總能量，則該反應為放熱反應，否則為吸熱反應，液態月井和液態過氧化氫

反應時放出大量熱量，則該反應為放熱反應，圖中為吸熱反應，不符合，故B錯誤；

C.液態肌和液態過氧化氫反應時放出大量熱量，則該反應為放熱反應，斷鍵吸收能量、成鍵放出能量，該

反應為放熱反應，則反應的反應物總鍵能小于生成物總鍵能，故c正確；

D.氮氣和水都無毒，所以其產物無污染，故D正確；

故答案為B。

【變式4-3］已知反應NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）的能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A.圖中A—B為放熱過程

B.該反應為吸熱反應

C.斷裂1molNO2和1molCO的化學鍵吸收的能量總和小于形成1molNO和1molCO2的化學鍵所釋放

的能量的總和

D.1molNC）2（g）和1molCO（g）的總能量低于1molNO（g）和1molCC）2（g）的總能量

【答案】C

【解析】A項，圖中A-B的過程，能量升高，為吸熱過程，錯誤；B項，生成物總能量小于反應物總能量,

該反應為放熱反應，錯誤；C項，該反應為放熱反應，則斷裂1molNO2和1molCO的化學鍵吸收的能量

總和小于形成1molNO和1molCO2的化學鍵所釋放的能量的總和，正確；D項，該反應為放熱反應，反

應物的總能量大于生成物的總能量，則1molNC）2（g）和ImolCO（g）的總能量高于1molNO（g）和1molCO2（g）

的總能量，錯誤。

?題型05利用健能估算化學反應中的能量變化

知識積累

1.化學鍵與能量變化的關系

化學鍵的形成蘊涵著能量變化，在進行反應時化學鍵要斷裂，吸收能量，反應后形成新化學鍵要放出能量,

反應前反應物能量與反應后生成物能量不相等。

吸收能量E.

反

牛.若瑪〉&,吸熱反應

應小化學鍵斷裂

物成

新化學鍵形成物若與<心，放熱反應

放出能量E,

2.計算公式

用。（吸）表示反應物分子化學鍵斷裂時吸收的總能量，。（放）表示生成物分子化學鍵形成時放出的總能量。

公式：AQ=0（吸）一0（放）

利用化學鍵形成和斷裂時的能量變化計算化學反應中的能量變化：

公Q<0,為放熱反應

△0=。(吸)一。(放)

A0>O,為吸熱反應

3.實例（以H2+C12=2HC1為例）:

（1）圖示分析：

吸收436kJ?mo「TT?TT

H—H---------->H十H

Cl—ci吸收"3k巴O「C14-ci

放出l1放出436kJ-moL

H—ClH—Cl

(2)計算分析:

反應中能量變化

化學鍵

1molA—B化學鍵反應中能量變化

H—H吸收436kJ

共吸收679kJ

Cl—C1吸收243kJ

H—C1放出431kJ共放出862kJ

結論679kJ-862kJ=-183kJ,即反應放出183kJ熱量

【點撥】反應熱與化學鍵鍵能的關系

(1)鍵能：

標準狀況下，將1mol氣態分子AB(g)解離為氣態原子A(g)、B(g)所需的能量，用符號E表示，單位為

kJmol-'o

(2)反應熱與化學鍵鍵能的關系:

反應熱0=反應物的鍵能之和一生成物的鍵能之和,0<0,反應放熱,Q>0,反應吸熱。以反應H2+C12=2HC1

為例：H—H鍵、Cl—C1鍵和H—C1鍵的鍵能分別為436kJ-moL、243kPmoL、431kJ-moL,則反應熱

0=(436kJ-moL+243kJ-molT)—2x431kJ-molT=-183kJmor^O,反應放熱。

【典例8】在25℃和101kPa條件下，斷開lmolH2(g)中的化學鍵要吸收436kJ的能量，斷開1molCl2(g)

中的化學鍵要吸收243kJ的能量，形成2moiHCl(g)中的化學鍵要釋放862kJ的能量。下列說法不正確

的是

?生晟物

A.Cl(g)形成Cb(g)的過程會釋放能量

B.等質量的HC1(1)具有的能量高于HCl(g)具有的能量

c.H2(g)+Cb(g)=2HCl(g)的能量關系可用如圖表示

D.在H?和Cb的反應過程中，斷開化學鍵吸收的總能量小于形成化學鍵釋放的總能量

【答案】B

【解析】A.Cl(g)形成Cb(g)的過程是成鍵過程，會釋放能量，A項正確；

B.HC1(1)轉化成HCl(g),由液態變成氣態，需要吸熱，因此等質量的HC1(1)具有的能量要低于HCl(g)

具有的能量，B項錯誤；

C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),AH=(436+243-862)kJ/mol=-l83kJ/mol,是放熱反應，能量關系可用如圖表示,

C項正確；

D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),AH=(436+243-862)kJ/mol=-183kJ/mol,是放熱反應，斷開化學鍵吸收的總能量

小于形成化學鍵釋放的總能量，D項正確；

答案選B。

1

【典例9］已知：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)A^=+130kJmol,2C(s)+O2(g)=2CO(g)

AH=akJ-mor1；H-H、0=0和O-H鍵的鍵能(kJmo廣。分別為436、496和462,則a為

A.+130B.-220C.+350D.-332

【答案】B

【解析】①C(s)+H2(Xg)=CO(g)+H2(g)M=+130kJ-molT；②2c(s)+C)2(g)=2CO(g)

11

AH=akJ-mor,根據蓋斯定律①x2-②得，2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)A//=(260-a)kJmor,斷裂舊鍵

需要吸熱，形成新鍵需要放熱，根據吸熱為正，放熱為負，可得+462x4-436x2-496=(260-2a),

a=—220,故B正確；

故選Bo

【變式5-1】中國研究人員研制出一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現高效分解水，其主

要過程如圖所示。

cMo--oo??oo0氫原子

亮.『”。了8

m?氧原子

已知：幾種物質中化學鍵的鍵能如下表所示:

HO中。2中也中H2O2中氏。2中

化學鍵2

H—O0=0H—H0—00—H

鍵能/(kJ-moL)463496436138463

若反應過程中分解了21noi水，則下列說法不正確的是()

A.總反應為2H2。襦？2H2f+O2TB.過程I吸收了926kJ能量

c.過程n放出了574kJ能量D.過程ni屬于放熱反應

【答案】D

【解析】由圖可知，總反應為水分解生成氫氣和氧氣，實現了光能向化學能的轉化，反應的化學方程式為

2H2。濯/2H2f+C>2T，故A正確；過程I為2mol也0分子變成2moi氫原子和2moi羥基的過程，吸收

的能量為463kJ-moLx2mol=926kJ,故B正確；過程U為

2mol氫原子和2mol羥基生成1mol氫氣和1mol過氧化氫，放出的能量為436kJ+138kJ=574kJ,故C

正確；過程1H為1mol過氧化氫生成1mol氧氣和1mol氫氣，吸收的能量為463kJx2+138kJ=l064kJ,

放出的能量為496kJ+436kJ=932kJ,吸收的能量大于放出的能量，該過程為吸熱反應，故D錯誤。

【變式5-2］化學反應中的能量變化是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能

量不同引起的，如圖為N2(g)和02(g)反應生成NO(g)過程中的能量變化。則下列說法正確的是

Nz(g)和C>2(g)反應生成NO(g)過程中能量變化

A.形成1個NO分子會放出632kJ的熱量

B.常溫下，用他)和混合就能直接生成NO(g)

C.ImolNKg)和lmolC)2(g)反應吸收的能量為180kJ

D.ImolN2(g)和ImolC)2(g)具有的總能量大于2moiNO(g)具有的總能量

【答案】C

【解析】A.沒有說清是由氮原子和氧原子形成一氧化氮分子，A錯誤；

B.常溫下，氮氣和氧氣混合不反應，B錯誤；

C.Imol、?和lmolO2(g)反應吸收的能量為946+498-2x632=180kJ,C正確；

D.該反應為吸熱反應，故lmolN2(g)和lmolO2(g)具有的總能量小于2moiNO(g)具有的總能量，D錯誤；

故選C。

【變式5-3］研究表明，在一定條件下，氣態HCN與CNH兩種分子的互變反應過程能量變化如圖所示。下

列說法正確的是

體Ob

系

能

量

Oc

ON

OH

反應講程

A.CNH(g)比HCN(g)更穩定

B.HCN(g)轉化為CNH(g)一定要加熱

C.斷開1molHCN(g)中所有的化學鍵需要放出127.2kJ的熱量

D.1molHCN(g)轉化為ImolCNH(g)需要吸收59.3kJ的熱量

【答案】D

【解析】A項，物質含有的能量越低，物質的穩定性就越強。根據圖示可知等物質的量的HCN比CNH含

有的能量更低，因此HCN比CNH更穩定，錯誤;B項，由圖示可知HCN比CNH能量低，則HCN(g)-CNH(g)

時會吸收能量，反應為吸熱反應，但反應條件不一定需要在加熱條件下進行，錯誤；C項，根據圖示可知

1molHCN(g)轉化為中間狀態的物質時需吸收186.5kJ的熱量，但由于該中間物質中仍然存在化學鍵，斷裂

化學鍵需吸收能量，因此1molHCN(g)中的所有化學鍵全部斷開需要吸收的熱量大于186.5kJ,錯誤；D項,

根據圖示可知1molHCN(g)轉化為1molCNH(g)需要吸收的能量為186.5kJ-127.2kJ=59.3kJ,正確。

【變式5-4］脫(N2HJ又稱聯氨，在航空航天方面應用廣泛，可用作火箭燃料。已知N-H鍵、0=0鍵鍵

能分另1為3911<1711017、4971<17110尸，N2HKg)與。2值)反應的能量變化如圖所示：

焰2N(g)+4H(g)+2O(g)

A

I

物

1AH=2752kJ/mol

12

N2H2(g)+O2(g)

AH3=-534kJmor'

N2(g)+2H2O(g)

1

(1)N2H4(g)中N-N鍵的鍵能為kJ.mor?

(2)一定條件下，NzH^g)與0?(g)反應的熱化學方程式為：o

【答案】(1)157

(2)N2H4(g)+02(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ/mol

【解析】(1)從鍵能角度，反應物斷鍵吸收能量2752AJ-(-534)制=2218kJ,則假設N-