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化学反应与能量
第 1 讲 化学反应的热效应
课 程 标 准 知 识 建 构
1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应
中能量变化的本质。
2．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，能运用反应焓变合理选择和利
用化学反应。
3．能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能
分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。
4．能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分
析、解决实际问题，如煤炭的综合利用等。
一、焓变 热化学方程式
1．化学反应的实质与特征
2．焓与焓变3．反应热
(1)概念：反应热是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。
(2)反应热和焓变的关系：恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因
此常用 Δ H 表示反应热。
4．焓变的计算
(1)根据物质具有的能量计算
ΔH＝ E ( 总生成物 ) － E ( 总反应物 )
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
(3)根据化学反应过程中的能量变化计算
图示
a表示正反应的活化能；
意义 b表示逆反应的活化能；
c表示该反应的反应热
图1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热
反应
ΔH
图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反
应
5.放热反应和吸热反应
(1)放热反应和吸热反应的判断
①从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。②从反应热的量化参数——键能的角度分析
(2)常见的放热反应
①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反
应；⑤物质的缓慢氧化等。
(3)常见的吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解；③Ba(OH) ·8H O与
2 2
NH Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO 的反应等。
4 2
【特别提醒】
(1)过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不
一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热，但不属于放热反应。
(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应
NH Cl与Ba(OH) ·8H O在常温常压下即可进行。
4 2 2
6．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如 2H (g)＋O (g)===2H O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示： 2_mol 氢气和
2 2 2
1_mol 氧气反应生成 2_mol 液态水时放出 571.6_kJ 的热量 。
(3)热化学方程式的书写要求及步骤
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)所有的放热反应不需要加热就能进行反应 ( )
(2)物质发生化学变化一定伴有能量的变化( )
(3)浓H SO 稀释是放热反应( )
2 4
(4)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高( )(5)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( )
(6)同温同压下，反应H (g)＋Cl (g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不
2 2
同( )
(7)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
二、燃烧热、中和热和能源
1．燃烧热和中和热的比较
燃烧热 中和热
101 kPa时，1_mol 纯物质 在稀溶液里，酸与碱发生
概念 完全燃烧生成指定产物时 中和反应生成 1_mol 水 时
所放出的热量 所放出的热量
能量变化 放热
相同点
ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1
反应物的量 1_mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成的水为1_mol
不同点 强酸与强碱反应的中和热
燃烧热ΔH＝
表示方法 ΔH＝
－a kJ·mol－1(a＞0)
－ 57.3_kJ·mo l － 1
2.中和热的测定
(1)实验装置
(2)测定原理
ΔH＝－
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；
n为生成H O的物质的量。
2
(3)实验步骤(4)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。
②为保证酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积
稍过量。
3．能源
(1)能源的分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧
反应，使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH OH(g)＋
3
O (g)===CO (g)＋2H (g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH OH(g)的燃烧热为192.9
2 2 2 3
kJ·mol－1( )
(2)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀
2
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( )
(3)已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则 H SO 和
2 2 4
Ba(OH) 反应的反应热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1( )
2
(4)H (g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H O(g)===2H (g)＋O (g) ΔH＝＋
2 2 2 2
571.6 kJ·mol－1( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)×
三、盖斯定律与反应热的比较1．盖斯定律
(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是
相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途
径无关。
(2)意义：间接计算某些反应的反应热。
2．反应热大小的比较
(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其
符号。
(3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热
反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应
的程度越大，热量变化越大。
【诊断3】 试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH ＜0
1
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH ＜0
2
则ΔH ________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)ΔH 。
1 2
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O (g)===SO (g) ΔH ＜0
2 2 1
S(s)＋O (g)===SO (g) ΔH ＜0
2 2 2
则ΔH ________ΔH 。
1 2
答案 (1)＞ (2)＜
解析 (1)因为C(g)===C(l) ΔH ＜0
3
则ΔH ＝ΔH －ΔH ，ΔH ＜ΔH 。
3 2 1 2 1
(2)
ΔH ＋ΔH ＝ΔH ，则ΔH ＝ΔH －ΔH ，又ΔH ＜0，所以ΔH ＜ΔH 。
2 3 1 3 1 2 3 1 2考点一 化学反应过程热效应的分析
【典例1】 (2020·福建福州市高三期末)已知几种物质之间的能量关系如图所
示， 下列说法中不正确的是( )
A．使用合适催化剂，不能减小反应的焓变
B． ΔH＝＋28.7 kJ/mol
C． (g)中，热能转化为产物内部的能量
D． (g)，反应物的总能量高于生成物的总能量
答案 C
解析 A．使用合适催化剂可降低反应的活化能，但不能减小反应的焓变，故
A正确；B. (g)＋H (g)=== (g) ΔH＝237.1 kJ/mol－208.4 kJ/mol＝＋
2
28.7 kJ/mol，故 B 正确；C. (g)＋H (g)=== (g) ΔH＝119.6 kJ/mol－
2
237.1 kJ/mol＝－117.5 kJ/mol，产物内部的能量转化为热能，故C错误；D.
(g)＋H (g)=== (g) ΔH＝－119.6 kJ/mol，反应为放热反应，反应物的总能量
2
高于生成物的总能量，故D正确。
【对点练 1】 (化学反应过程中能量变化分析)已知化学反应 A (g)＋
2
B (g)===2AB(g) ΔH＝＋100 kJ·mol－1的能量变化如图所示，判断下列叙述中正
2
确的是( )
A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH将减小
B．每形成2 mol A—B键，将吸收b kJ能量
C．每生成2分子AB吸收(a－b) kJ热量D．该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1
答案 D
解析 催化剂不能改变反应热的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错
误；热化学方程式中，化学计量数代表物质的量，C错误。
【对点练2】 (依据键能或能量变化计算焓变)(2021·湖南汨罗市高三检测)如
图是金属镁和卤素单质(X )反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
2
A．热稳定性：MgF <MgCl <MgBr <MgI
2 2 2 2
B．22.4 L F (g)与足量的Mg充分反应，放热1 124 kJ
2
C．工业上可由电解MgCl 溶液冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量
2
D．由图可知：MgBr (s)＋Cl (g)===MgCl (s)＋Br (l) ΔH<－117 kJ/mol
2 2 2 2
答案 D
解析 A．物质的能量越低，其稳定性越强，根据图示可知，物质的稳定性
MgF ＞MgCl ＞MgBr ＞MgI ，A错误；B.未指明气体所处的状况，无法计算F 的
2 2 2 2 2
物质的量，因此不能计算反应放出的热量，B错误；C.由于MgCl (s)的能量比
2
Mg(s)、Cl (g)低，所以工业上可由电解熔融MgCl 冶炼金属Mg，该过程需要吸收
2 2
热量，C 错误；D.根据图示可知① MgCl (s)===Mg(s)＋Cl (g) ΔH＝＋641
2 2
kJ/mol，②MgBr (s)===Mg(s)＋Br (g) ΔH＝＋524 kJ/mol，②－①，整理可得
2 2
MgBr (s)＋Cl (g)===MgCl (s)＋Br (g) ΔH＝－117 kJ/mol，物质由气态变为液态
2 2 2 2
会放出热量，所以MgBr (s)＋Cl (g)===MgCl (s)＋Br (l) ΔH<－117 kJ/mol，D正
2 2 2 2
确；故合理选项是D。
【对点练3】 (焓变与键能的关系)(2020·海南天一联考高三三模)已知H—H
键的键能为 436.0 kJ·mol－1，O===O 键的键能为 498.0 kJ·mol－1，且 2H (g)＋
2
O (g)===2H O(g) ΔH＝－572.0 kJ·mol－1。则O—H键的键能为( )
2 2
A．485.5 kJ·mol－1 B．242.8 kJ·mol－1
C．971 kJ·mol－1 D．376.5 kJ·mol－1
答案 A
解析 设H O分子中O—H键的键能为x kJ/mol，则2 mol H O中含有4 mol
2 2O—H，其总键能为4x kJ/mol，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，即－572
kJ/mol＝436 kJ/mol×2＋498 kJ/mol－4x，所以x＝485.5，即H O分子中O—H键
2
的键能为485.5 kJ/mol，故选A。
反应过程能量分析的三点注意事项
(1)焓变与反应发生的条件、反应是否彻底无关。
(2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
(3)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。考点二 燃
烧热和中和热
【典例2】 (2020·福建省漳州市高三质检)下列关于化学反应与能量的说法正
确的是( )
A．已知正丁烷的燃烧热为2 878 kJ·mol－1，则表示正丁烷燃烧热的热化学方
程式为 2CH CH CH CH (g)＋13O (g)===8CO (g)＋10H O(l) ΔH＝－2 878
3 2 2 3 2 2 2
kJ·mol－1
B．已知在一定条件下，2 mol SO 与1 mol O 充分反应后，释放出98 kJ的热
2 2
量，则其热化学方程式为2SO (g)＋O (g)2SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－1
2 2 3
C．已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，则表示稀硫酸
与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为 H SO (aq)＋NaOH(aq)===Na SO (aq)＋
2 4 2 4
H O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
2
D．已知CuSO (s)＋5H O(l)===CuSO ·5H O(s)，该反应为熵增加的反应
4 2 4 2
答案 C
解析 燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，则
表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为 CH CH CH CH (g)＋O (g)===4CO (g)＋
3 2 2 3 2 2
5H O(l) ΔH＝－2 878 kJ·mol－1，A错误；不知道该条件下物质的状态，该反应是
2
可逆反应，2 mol SO 与1 mol O 充分反应后，参加反应的反应物的量不知，所以
2 2
不能写出热化学方程式，B错误；在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成1 mol H O
2
放出的热量是中和热，C正确；从液态H O到固态CuSO ·5H O，且物质的量减少
2 4 2
该反应是熵减的反应，D错误。
【对点练4】 (燃烧热和中和热的判断)(2020·海南省海南师大附中高三三模)
下列描述中，正确的是( )
A．由CH CH OH(l)＋3O (g)===2CO (g)＋3H O(g) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－
3 2 2 2 2
1，可知乙醇的标准燃烧热为1 366.8 kJ·mol－1B．已知：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH<0，则金刚石比石墨稳定
C．已知：N (g)＋O (g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1
2 2
2CO(g)＋O (g)===2CO (g) ΔH＝－566 kJ·mol－1
2 2
则2CO(g)＋2NO(g)===N (g)＋2CO (g) ΔH＝－746 kJ·mol－1
2 2
D．OH－(aq)＋H＋(aq)===H O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，故1 mol HNO 与1
2 3
mol NH ·H O 完全反应，放出的热量一定为57.3 kJ·mol－1
3 2
答案 C
解析 表示标准燃烧热燃烧产物应该是稳定氧化物，水应为液态，故A错误
能量越低越稳定，石墨比金刚石稳定，故B错误；①N (g)＋O (g)===2NO(g) ΔH
2 2
＝＋180 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O (g)===2CO (g) ΔH＝－566 kJ·mol－1依据盖斯定律计算②－
2 2
①得到 2CO(g)＋2NO(g)===N (g)＋2CO (g) ΔH＝－746 kJ/mol，故 C 正确；
2 2
NH ·H O是弱电解质，电离时要吸热，反应中放出的热量小于57.3 kJ，故D错误。
3 2
【对点练5】 (依据燃烧热、中和热计算反应热)已知反应：
①101 kPa时，2C(s)＋O (g)===2CO(g)
2
ΔH＝－221 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H O(l)
2
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论中正确的是( )
A．碳的燃烧热等于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1
D．含20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.65 kJ的热量
答案 C
解析 反应①生成的是CO而不是CO ，因此碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－
2
1，故A项错误；①的反应热为－221 kJ·mol－1，故B项错误；稀硫酸与稀NaOH溶
液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，故C项正确；20 g NaOH的物质的量n(NaOH)
＝0.5 mol，0.5 mol×57.3 kJ·mol－1＝28.65 kJ，但NaOH固体溶解时也放热，D项
错误。
【对点练6】 (能源类别的判断)(2020·长沙高三月考)能源可划分为一次能源
和二次能源，直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换
得到的能源称为二次能源。下列能源中属于一次能源的是( )A．氢能 B．电能
C．核能 D．水煤气
答案 C
解析 A项，氢能是通过加工转换得到的，为二次能源，错误；B项，电能是二
次能源，错误；C项，核能又叫原子能，它可分为核聚变能和核裂变能两类。核燃
料，如氘、氚，它们均可从自然界中直接取得，属于一次能源，正确；D项，水煤气
是通过煤和水蒸气制取的，是一氧化碳和氢气的混合气体，是二次能源，错误。
考点三 盖斯定律的应用
【典例3】 (2021·1月河北学业水平选择考适应性测试，7)已知25 ℃、101 kPa下，
1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ
2H O(l)===2H (g)＋O (g) ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
2 2 2
C(s)＋H O(g)===CO(g)＋H (g) ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
2 2
则反应C(s)＋O (g)===CO(g)的反应热为( )
2
A.ΔH＝－396.36 kJ·mol－1
B.ΔH＝－198.55 kJ·mol－1
C.ΔH＝－154.54 kJ·mol－1
D.ΔH＝－110.53 kJ·mol－1
答案 D
解析 从上到下三个热化学方程式分别为①、②、③，且根据已知条件
H O(l)===H O(g)ΔH＝44.01 kJ·mol－1④，目标方程式③＝② － ①×＋④，故
2 2
ΔH ＝ΔH － ΔH ＋ΔH ＝－110.53 kJ·mol－1。
3 2 1 4
【对点练7】 (利用盖斯定律计算ΔH表达式)(2020·河南三门峡市高三一模)已
知下列反应的热化学方程式：
6C(s)＋5H (g)＋3N (g)＋9O (g)===2C H (ONO ) (l) ΔH
2 2 2 3 5 2 3 1
2H (g)＋O (g)===2H O(g) ΔH
2 2 2 2
C(s)＋O (g)===CO (g) ΔH
2 2 3
则反应4C H (ONO ) (l)===12CO (g)＋10H O(g)＋O (g)＋6N (g)的ΔH为(
3 5 2 3 2 2 2 2
)
A．12ΔH ＋5ΔH －2ΔH
3 2 1
B．2ΔH －5ΔH －12ΔH
1 2 3
C．12ΔH －5ΔH －2ΔH
3 2 1
D．ΔH －5ΔH －12ΔH
1 2 3答案 A
解析 已知：①6C(s)＋5H (g)＋3N (g)＋9O (g)===2C H (ONO ) (l)；ΔH ，
2 2 2 3 5 2 3 1
②2H (g)＋O (g)===2H O(g)；ΔH ，
2 2 2 2
③C(s)＋O (g)===CO (g)；ΔH ，
2 2 3
由盖斯定律：5×②＋12×③－2×①得：
4C H (ONO ) (l)===12CO (g)＋10H O(g)＋O (g)＋6N (g)，ΔH＝12ΔH ＋5ΔH
3 5 2 3 2 2 2 2 3 2
－2ΔH ；故选A。
1
【对点练8】 (利用盖斯定律计算ΔH数值)(2021·1月重庆市学业水平选择考适应
性测试，11)已知(g)＋H (g)―→CH CH CH (g) ΔH＝－157 kJ/mol。已知环丙烷
2 3 2 3
(g)的燃烧热ΔH＝－2 092 kJ/mol，丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2 220 kJ/mol，1 mol液
态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ/mol。则2 mol氢气完全燃烧生成气态
水的ΔH(kJ/mol)为( )
A.－658 B.－482
C.－329 D.－285
答案 B
解析 已知△(g)＋H (g)―→CH CH CH (g) ΔH＝－157 kJ/mol ①，△(g)＋
2 3 2 3
O (g)―→3CO (g) ＋ 3H O(l) ΔH ＝ － 2 092 kJ/mol② ， CH CH CH (g) ＋
2 2 2 3 2 3
5O (g)―→3CO (g)＋4H O(l) ΔH＝－2 220 kJ/mol③，H O(l)―→H O(g) ΔH＝
2 2 2 2 2
＋44 kJ/mol④，2H (g)＋O (g)===2H O(g)可由2(①－②＋③＋④)获得，计算得
2 2 2
ΔH＝－482 kJ/mol。
1．(2020·浙江1月选考，22)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应
过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A．E 为逆反应活化能，E′ 为正反应活化能
a a
B．该反应为放热反应，ΔH＝E′ －E
a a
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移答案 D
解析 由图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应为放热反
应，E 为正反应活化能，E ′为逆反应活化能，ΔH＝E －E ′，所有活化分子的平
a a a a
均能量高于所有分子的平均能量，其差值是活化能，故A项、B项、C项都错误；
升高温度，正、逆反应速率都加快，但逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快
幅度，使平衡逆向移动，故D项正确。答案选D。
2．(2020·北京卷)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O 中燃烧，全部转化为CO ，前者放
2 2
热多
C．C(石墨)＋CO (g)===2CO(g) ΔH＝ΔH －ΔH
2 1 2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
答案 C
解析 A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)＋O (g)===CO (g)
2 2
ΔH ＝－393.5 kJ/mol，ΔH ＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；B.根据图示，
1 1
C(石墨)＋O (g)===CO (g) ΔH ＝－393.5 kJ/mol，CO(g)＋O (g)===CO (g) ΔH
2 2 1 2 2 2
＝－283.0 kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1 mol C(石墨)和1 mol CO分别
在足量O 中燃烧，全部转化为CO 1 mol C(石墨)放热多，故B正确；C.根据B项
2 2,
分析，① C(石墨)＋O (g)===CO (g) ΔH ＝－393 5 kJ/mol，② CO(g)＋
2 2 1
O (g)===CO (g) ΔH ＝－283.0 kJ/mol，根据盖斯定律①－②×2可得：C(石墨)
2 2 2
＋CO (g)===2CO(g) ΔH＝ΔH －2ΔH ，故C错误；D.根据盖斯定律可知，化学反
2 1 2
应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确。
3．(2020·7月浙江选考，22)关于下列ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq) ΔH
1
CO(aq)＋H O(l)HCO(aq)＋OH－(aq) ΔH
2 2
OH－(aq)＋H＋(aq)===H O(l) ΔH
2 3
OH－(aq)＋CH COOH(aq)===CH COO－(aq)＋H O(l) ΔH
3 3 2 4
A．ΔH <0 ΔH <0 B．ΔH <ΔH
1 2 1 2
C．ΔH <0 ΔH >0 D．ΔH >ΔH
3 4 3 4答案 B
解析 形成化学键要放出热量，ΔH <0，第二个反应是盐类的水解反应，是吸
1
热反应，ΔH >0，A项错误；ΔH 是负值，ΔH 是正值，ΔH <ΔH ，B项正确；酸碱中
2 1 2 1 2
和反应是放热反应，ΔH <0，ΔH <0，C项错误；第四个反应(醋酸是弱酸，电离吸
3 4
热)放出的热量小于第三个反应，但ΔH 和ΔH 都是负值，则ΔH <ΔH ，D项错误。
3 4 3 4
4．(2020·天津学业水平等级考试，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，
HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(
)
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
答案 D
解析 HNC的能量比HCN高，则稳定性较好的是HCN，A项正确；该异构化
反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1，为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化
能，B、C项正确；使用催化剂只能改变反应的历程，但是不影响反应的反应热，D
项错误。
5．(高考组合题)
(1)(2020· 课 标 全 国 Ⅱ ， 28) 乙 烷 在 一 定 条 件 可 发 生 如 下 反 应 ：
C H (g)===C H (g)＋H (g) ΔH ，相关物质的燃烧热数据如表所示：
2 6 2 4 2 1
物质 C H (g) C H (g) H (g)
2 6 2 4 2
燃烧热ΔH/(kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
则ΔH ＝________ kJ·mol－1。
1
(2)(2020·山东学业水平等级考试，18)探究CH OH合成反应化学平衡的影响
3
因素，有利于提高CH OH的产率。以CO 、H 为原料合成CH OH涉及的主要反
3 2 2 3
应如下：
Ⅰ.CO (g)＋3H (g)CH OH(g)＋H O(g) ΔH ＝－49.5 kJ·mol－1
2 2 3 2 1
Ⅱ.CO(g)＋2H (g)CH OH(g)
2 3ΔH ＝－90.4 kJ·mol－1
2
Ⅲ.CO (g)＋H (g)CO(g)＋H O(g) ΔH
2 2 2 3
回答下列问题：
ΔH ＝________ kJ·mol－1。
3
答案 (1)＋137 (2)＋40.9
解析 (1)根据题表中数据信息可写出热化学方程式(ⅰ)C H (g)＋
2 6
O (g)===2CO (g) ＋ 3H O(l) ΔH ＝ － 1 560 kJ·mol － 1 、 (ⅱ)C H (g) ＋
2 2 2 2 4
3O (g)===2CO (g)＋2H O(l) ΔH＝－1 411 kJ·mol－1、(ⅲ)H (g)＋O (g)===H O(l)
2 2 2 2 2 2
ΔH＝－286 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C H (g)===C H (g)＋
2 6 2 4
H (g) ΔH ＝＋137 kJ·mol－1。
2 1
(2)分析三个热化学方程式，可应用盖斯定律计算，ΔH ＝ΔH －ΔH ＝－49.5
3 1 2
kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1。
6．(2019·课标全国Ⅰ，28)水煤气变换[CO(g)＋H O(g)===CO (g)＋H (g)]是重
2 2 2
要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列
问题：
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________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程
中最大能垒(活化能)E ＝________eV，写出该步骤的化学方程式___________。
正
答 案 小 于 2.02 COOH* ＋ H* ＋ H O*===COOH* ＋ 2H* ＋ OH*( 或
2
H O*===H*＋OH*)
2
解析 观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对
能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质相
对能量与起始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E
正
＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H O*，产物为
2
COOH*＋2H*＋OH*。一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．(2020·河南省驻马店市高三期末)“太阳能燃料”国际会议于2019年10
月在我国武汉举行，旨在交流和探讨太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二
氧化碳转化为燃料等问题。下列说法错误的是( )
A．太阳能燃料属于一次能源
B．直接电催化CO 制取燃料时，燃料是阴极产物
2
C．用光催化分解水产生的H 是理想的绿色能源
2
D．研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展
答案 A
解析 太阳能燃料属于二次能源，故A错误；直接电催化CO 制取燃料时，化
2
合价降低，在阴极反应，因此燃料是阴极产物，故B正确；用光催化分解水产生的
H ，氢气燃烧放出热量多，无污染，是理想的绿色能源，故C正确；研发和利用太
2
阳能燃料，消耗能量较低，有利于经济的可持续发展，故D正确。
2．下列反应中符合图示能量变化的是( )
A．电解Al O 得到Al和O
2 3 2
B．Ba(OH) ·8H O与NH Cl反应
2 2 4
C．铝热反应
D．灼热的炭与CO 反应
2
答案 C
解析 根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应发生时会释
放能量，故反应是放热反应。电解Al O 得到Al和O 的反应是吸热反应，与图像
2 3 2
不符，故A错误；Ba(OH) ·8H O与NH Cl的反应是吸热反应，与图像不符，故B
2 2 4
错误；铝热反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，与图像相符，
故C正确；灼热的炭与CO 反应产生CO，该反应是吸热反应，与图像不符，故D
2
错误。
3．分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH) 溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝
2
酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH 、ΔH 、ΔH ，下列关系中正确的是( )
1 2 3A．ΔH ＞ΔH ＞ΔH B．ΔH <ΔH <ΔH
1 2 3 1 2 3
C．ΔH ＞ΔH ＝ΔH D．ΔH ＝ΔH <ΔH
1 2 3 1 2 3
答案 B
解析 混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH) 反应
2
时还会形成BaSO 沉淀，Ba2＋、SO之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放
4
热反应的ΔH取负值，故ΔH <ΔH <ΔH 。
1 2 3
4．(2019·九江高三模拟)25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反
应的中和热为57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol－1。下列热化学方程式
书写正确的是( )
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO (s)＋2H O(l) ΔH＝－
4 2
57.3 kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋H SO (aq)===K SO (aq)＋H O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
2 4 2 4 2
C．C H (l)＋O (g)===8CO (g)＋9H O(g) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
8 18 2 2 2
D．2C H (g)＋25O (g)===16CO (g)＋18H O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
8 18 2 2 2
答案 B
解析 A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成 1
mol H O(l)时的反应热，二是当有BaSO 沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生
2 4
成1 mol H O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热是指1 mol纯物质
2
完全燃烧生成指定产物时所产生的热量，产物中的水应为液态，错误；D项，当2
mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。
5．(2020·海南海口市一中高三三模)下列关于热化学反应的描述中正确的是(
)
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/mol，则H SO 和Ca(OH) 完全
2 4 2
反应的中和热为－114.6 kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是 283.0 kJ/mol，则表示 CO 燃烧热的热化学方程式为
2CO(g)＋O (g)===2CO (g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
2 2
C．一个化学反应的热效应，只与反应的始态与终态有关，与反应的过程无关
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
答案 C
解析 H SO 和Ca(OH) 反应生成水和硫酸钙沉淀，放出更多的热量，则
2 4 2
H SO 和Ca(OH) 反应的中和热ΔH＜－57.3 kJ/mol，故A错误；表示CO燃烧热
2 4 2
的热化学方程式为 CO(g)＋O (g)===CO (g)反应的ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，故B
2 2错误；物质能量一定，对于确定的反应，化学反应的反应热只与体系始态和终态
有关，与变化途径无关，故C正确；某些放热反应也需要加热条件才能发生反应；
需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，故D错误。
6．(2021·湖南汨罗市高三检测)已知：
①CO(g)＋H O(g)===CO (g)＋H (g) ΔH
2 2 2 1
②CH (g)＋H O(g)===CO(g)＋3H (g) ΔH
4 2 2 2
下列推断正确的是( )
A．若CO的燃烧热为ΔH ，则H 的燃烧热为ΔH －ΔH
3 2 3 1
B．反应CH (g)＋CO (g)===2CO(g)＋2H (g)的ΔH＝ΔH －ΔH
4 2 2 1 2
C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH <0
2
D．若等物质的量的CO和H 完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则ΔH
2 1
＞0
答案 D
解析 A．若CO的燃烧热为ΔH ，则③CO(g)＋O (g)===CO (g) ΔH ，③－
3 2 2 3
①，整理可得H (g)＋O (g)===H O(g) ΔH＝ΔH －ΔH ，由于H O的稳定状态是
2 2 2 3 1 2
液态，因此该反应热不能表示氢气的燃烧热，A错误；B.①－②，整理可得CH (g)
4
＋CO (g)===2CO(g)＋2H (g)的ΔH＝ΔH －ΔH ，B错误；C.若反应②的反应物总
2 2 2 1
能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH ＞0，C错误； D．③CO(g)＋
2
O (g)===CO (g) ΔH ，④H (g)＋O (g)===H O(g) ΔH ，若等物质的量的CO和
2 2 3 2 2 2 4
H 完全燃烧生成气态产物时后者放热更多，则 ΔH ＞ΔH ，③－④，整理可得
2 3 4
CO(g)＋H O(g)===CO (g)＋H (g) ΔH ＝ΔH －ΔH ＞0，D正确。
2 2 2 1 3 4
7．(2020·长沙市第一中学高三测试)在25 ℃、101 kPa 时，C(s)、H (g)、
2
CH COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则
3
2C(s)＋2H (g)＋O (g)===CH COOH(l)的反应热为( )
2 2 3
A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1
C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1
答案 A
解析 由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为① C(s)＋
O (g)===CO (g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；② H (g)＋O (g)===H O(l) ΔH＝－
2 2 2 2 2
285.8 kJ·mol－1；③ CH COOH(l)＋2O (g)===2CO (g)＋2H O(l) ΔH＝－870.3
3 2 2 2
kJ·mol－1。则2C(s)＋2H (g)＋O (g)===CH COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得
2 2 3
出，则反应热为(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
8．NF 是一种温室气体，其存储能量的能力是CO 的12 000～20 000倍，在
3 2
大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：
化学键 N≡N F—F N—F
键能/(kJ·mol－1) 946 154.8 283.0
下列说法中正确的是( )
A．过程N (g)―→2N(g)放出能量
2
B．过程N(g)＋3F(g)―→NF (g)放出能量
3
C．反应N (g)＋3F (g)===2NF (g)的ΔH＞0
2 2 3
D．NF 吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
3
答案 B
解析 A．N (g)→2N(g)为化学键的断裂过程，应吸收能量，故A错误；B.N(g)
2
＋3F(g)→NF (g)为形成化学键的过程，放出能量，故 B 正确；C.反应 N (g)＋
3 2
3F (g)===2NF (g) ΔH＝(946＋3×154.8－283.0×6) kJ·mol－1＝－287.6 kJ·mol－
2 3
1，ΔH＜0，为放热反应，故C错误；D.NF 吸收能量后如果没有化学键的断裂与生
3
成，无化学变化的发生，故D错误。
9．(2020·广东广州、深圳学调联盟高三调研)用H O 和H SO 的混合溶液可
2 2 2 4
溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H (g)
2
ΔH＝＋64.39 kJ/mol
2H O (l)===2H O(l)＋O (g)
2 2 2 2
ΔH＝－196.46 kJ/mol
H (g)＋O (g)===H O(l) ΔH＝－285.84 kJ/mol
2 2 2
在H SO 溶液中，Cu与H O 反应生成Cu2＋(aq)和H O(l)的反应热ΔH等于(
2 4 2 2 2
)
A．－319.68 kJ/mol B．－417.91 kJ/mol
C．－448.46 kJ/mol D．＋546.69 kJ/mol
答案 A
解析 ①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H (g)
2
ΔH＝＋64.39 kJ/mol
②2H O (l)===2H O(l)＋O (g)
2 2 2 2
ΔH＝－196.46 kJ/mol③H (g)＋O (g)===H O(l)
2 2 2
ΔH＝－285.84 kJ/mol
根据盖斯定律，将①＋×②＋③，整理可得：Cu(s)＋H O (l)＋2H＋(aq)===Cu2
2 2
＋(aq)＋2H O(l) ΔH＝－319.68 kJ/mol，故合理选项是A。
2
10．下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋
酸 和 稀 NaOH 溶 液 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 ： NaOH(aq) ＋
CH COOH(aq)===CH COONa(aq)＋H O(l) ΔH＝－57.4 kJ·mol－1
3 3 2
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，则石墨比金刚石稳定
C．已知反应2H (g)＋O (g)===2H O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则H 的燃烧
2 2 2 2
热为571.6 kJ·mol－1
D．已知2C(s)＋2O (g)===2CO (g) ΔH 2C(s)＋O (g)===2CO(g) ΔH ，则
2 2 1, 2 2
ΔH ＞ΔH
1 2
答案 B
解析 醋酸是弱酸，电离需要吸收热量，所以稀醋酸和稀NaOH溶液反应，产
生1 mol水时放出的热量小于57.4 kJ，A项错误；物质所含有的能量越低越稳定，
金刚石的能量高于石墨，则石墨比金刚石稳定，B项正确；2 mol H 完全燃烧产生
2
2 mol液态水，放出的热量是571.6 kJ，所以1 mol H 完全燃烧生成1 mol液态水，
2
放出的热量是571.6 kJ÷2＝285.8 kJ，则氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C项错误；
碳的燃烧反应是放热反应，完全燃烧放出的热量多于不完全燃烧放出的热量，但
焓变是负数，所以ΔH ＜ΔH ，D项错误。
1 2
11．(2020·河南省驻马店市高三期末)1 mol常见金属M和卤素反应的焓变
ΔH(单位：kJ·mol－1)示意图如图，反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列选
项中不正确的是( )
A．MBr 与Cl 反应的ΔH＜0
2 2
B．化合物的热稳定性顺序：MI ＞MBr ＞MCl ＞MF
2 2 2 2
C．MBr (s)＋F (g)===MF (s)＋Br (l)，ΔH＝－600 kJ·mol－1
2 2 2 2
D．由MCl (s)制得M的反应是吸热反应
2
答案 B解析 ① M(s)＋Cl (g)=== MCl (s) ΔH＝－641.3 kJ·mol－1 ；② M(s)＋
2 2
Br (l)=== MBr (s) ΔH＝－524 kJ·mol－1 ；①－②可得 MBr (s)＋Cl (g)===
2 2 2 2
MCl (s)＋Br (l) ΔH＝－117.3 kJ·mol－1，A正确；放出的能量越多，产物的能量越
2 2
低，物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MI <MBr <MCl <MF ，B错误；
2 2 2 2
①M(s)＋F (g)===MF (s) ΔH＝－1 124 kJ/mol；②M(s)＋Br (l)===MBr (s) ΔH
2 2 2 2
＝－524 kJ/mol；则①－②可得 MBr (s)＋F (g)===MF (s)＋Br (l)，ΔH＝－600
2 2 2 2
kJ·mol－1，C正确； 生成MCl 为放热反应，其逆反应为吸热反应，D正确。
2
12．工业上可采用CH OHCO＋2H 的方法来制取高纯度的CO和H 。我
3 2 2
国学者采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制
氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：
3
方式A：CH OH*→CH O*＋H*E ＝＋103.1 kJ·mol－1
3 3 a
方式B：CH OH*→CH＋OH*E ＝＋249.3 kJ·mol－1(其中E 、E 为活化能)。
3 b a b
图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
下列说法错误的是( )
A．总反应的焓变(ΔH)大于0
B．甲醇裂解过程主要历经的方式应为A
C．该历程中最小能垒(活化能)为70.7 kJ·mol－1
D．该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为CHO*＋3H*===CO*＋4H*
答案 C
解析 A．由图可知，CH OH 的能量低于 CO 和 2H 的总能量，反应
3 2
CH OHCO＋2H 为吸热反应，ΔH大于0，故A正确；B.催化剂能降低反应的
3 2
活化能，加快反应速率，方式A的活化能低，说明甲醇裂解过程主要历经的方式
应为A，故B正确；C.由图可知，该历程中最小能垒(活化能)为(116.1－62.5)
kJ·mol－1＝53.6 kJ·mol－1，故C错误；D.由图可知，反应CHO*＋3H*===CO*＋4H*
反应物的能量高于生成物的能量，且差别最大，是放热最多的步骤，故D正确。
二、非选择题(本题包括5小题)13．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另
一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将
NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问
题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？______________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次倒入
C．一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填字母)。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1
mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH 、ΔH 、ΔH ，则ΔH 、ΔH 、
1 2 3 1 2
ΔH 的大小关系为________。
3
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶
液的比热容c＝4.18 J·g－1· ℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
起始温度t / ℃ 终止温度t / ℃
1 2
实验序号
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________(结果保留
一位小数)。(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH) 溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液
2
和盐酸，理由是_____________________。
答案 (1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D
(4)ΔH ＝ΔH ＜ΔH (5)－51.8 kJ·mol－1
1 2 3
(6)不能 H SO 与Ba(OH) 反应生成BaSO 沉淀，沉淀的生成热会影响反应
2 4 2 4
的中和热
14．(2019·山东潍坊二模)CH 超干重整CO 的催化转化如图1所示：
4 2
图1
图2
(1)已知相关反应的能量变化如图2所示：
过程Ⅰ的热化学方程式为_______________________________________。
(2)关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是________(填字母)。
a．实现了含碳物质与含氢物质的分离
b．可表示为CO ＋H ===H O(g)＋CO
2 2 2
c．CO未参与反应
d．Fe O 、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH
3 4
答案 (1)CH (g)＋CO (g)===2CO(g)＋2H (g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1 (2)cd
4 2 2
解析 (1)由图2可得反应Ⅰ：CH (g)＋H O(g)===CO(g)＋3H (g) ΔH＝＋
4 2 2
206.2 kJ·mol－1，
反应Ⅱ：CO (g)＋4H (g)===CH (g)＋2H O(g) ΔH＝－165 kJ·mol－1；根据盖
2 2 4 2
斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ得到 CH (g)＋CO (g)===2CO(g)＋2H (g) ΔH＝＋247.4
4 2 2
kJ·mol－1。(2)过程Ⅱ的第一步反应是CO＋CO ＋H ＋Fe O ＋CaO―→H O(g)＋
2 2 3 4 2
Fe＋CaCO ，第二步反应是Fe＋CaCO ―→Fe O ＋CaO＋CO；分析上述可知，两
3 3 3 4
步反应实现了含碳物质与含氢物质的分离，a项正确；反应过程中总反应可表示为CO ＋H ===H O(g)＋CO，b项正确；CO参与反应后又生成，c项错误；Fe O 、
2 2 2 3 4
CaO为催化剂，改变反应速率但不能改变反应的ΔH，d项错误。
15．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：
(1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N H )和过氧化氢，当两者混
2 4
合时即产生气体，并放出大量的热。已知：N H (l)＋2H O (l)===N (g)＋4H O(g)
2 4 2 2 2 2
ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；H O(l)===H O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
2 2
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放
出的热量为________。
(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C H N )作推进剂。
2 8 2
N O 与偏二甲肼燃烧产物只有CO (g)、H O(g)、N (g)，并放出大量热，已知10.0 g
2 4 2 2 2
液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学
方程式为_________________。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N H )，N O 作氧化剂，有人
2 4 2 4
认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮
气和氟化氢气体)。
已知：
①N H (l)＋O (g)===N (g)＋2H O(g)
2 4 2 2 2
ΔH＝－534.0 kJ·mol－1
②H (g)＋F (g)===HF(g)
2 2
ΔH＝－269.0 kJ·mol－1
③H (g)＋O (g)===H O(g)
2 2 2
ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式：________________________
____________________________________________。
(4)已知：①H (g)===H (l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
2 2
②O (g)===O (l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
2 2
③H O(l)===H O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
2 2
④H (g)＋O (g)===H O(l)
2 2 2
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_____________________
_______________________________________________。
答案 (1)163.52 kJ(2)C H N (l)＋2N O (l)===2CO (g)＋4H O(g)＋3N (g) ΔH＝－2 550.0
2 8 2 2 4 2 2 2
kJ·mol－1
(3)N H (l)＋2F (g)===N (g)＋4HF(g)
2 4 2 2
ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1
(4)H (l)＋O (l)===H O(g)
2 2 2
ΔH＝－237.46 kJ·mol－1
解析 (1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol，由盖斯定律可知，液态肼与过氧
化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式：N H (l)＋2H O (l)===N (g)＋
2 4 2 2 2
4H O(l) ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol－1＝－817.6 kJ·mol－1，故0.2 mol液态肼
2
放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·mol－1＝163.52 kJ。
(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水；根据10.0 g偏
二甲肼与四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量计算。
根据C H N (l)＋2N O (l)===2CO (g)＋4H O(g)＋3N (g) ΔH，得ΔH＝－425
2 8 2 2 4 2 2 2
kJ÷＝－2 550.0 kJ·mol－1。热化学方程式为 C H N (l)＋2N O (l)===2CO (g)＋
2 8 2 2 4 2
4H O(g)＋3N (g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1。
2 2
(3)将①＋②×4－③×2得：
N H (l)＋2F (g)===N (g)＋4HF(g)
2 4 2 2
ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1。
(4)将④＋③－①－②×得：
H (l)＋O (l)===H O(g)
2 2 2
ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。
16．CH 、H 、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式分别为
4 2
①CH (g)＋2O (g)===CO (g)＋2H O(l)
4 2 2 2
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1；
②2H (g)＋O (g)===2H O(l)
2 2 2
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；
③C(s)＋O (g)===CO (g)
2 2
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与 O 作用产生的能量存
2
活。甲烷细菌使 1 mol 甲烷生成 CO 气体与液态水，放出的能量________(填
2
“＞”“＜”或“＝”)890.3 kJ。
(2)甲烷与 CO 可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH ＋
2 4CO ===2CO＋2H 1 g CH 完全反应可释放15.46 kJ的热量，能表示该反应过程中
2 2, 4
能量变化的是________(填字母)。
(3)C(s)与H (g)不反应，所以C(s)＋2H (g)===CH (g)的反应热无法直接测量，
2 2 4
但通过上述反应可求出其反应热ΔH＝________________。
答案 (1)＝ (2)D (3)－74.8 kJ·mol－1
解析 (1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间
过程无关，故甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO 气体与液态水，放出的能量仍等于
2
890.3 kJ。
(2)1 g CH 完全反应释放15.46 kJ的热量，则1 mol CH 完全反应放出的热量
4 4
为247.36 kJ，故D项符合题意。
(3)根据盖斯定律，②＋③－①即得 C(s)＋2H (g)===CH (g) ΔH＝－74.8
2 4
kJ·mol－1。
17．(1)已知 C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，则稳定性：金刚石
________(填“＞”“＜”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O (g)===2CO (g) ΔH
2 2 1
2C(s)＋O (g)===2CO(g) ΔH
2 2
则ΔH ________(填“＞”或“＜”)ΔH 。
1 2
(3)火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二
甲肼可用肼来制备。用肼(N H )作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气
2 4
和气态水。已知：
①N (g)＋2O (g)===N O (g)
2 2 2 4
ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N H (g)＋O (g)===N (g)＋2H O(g)
2 4 2 2 2
ΔH＝－543 kJ·mol－1写出气态肼和N O 反应的热化学方程式：________________________
2 4
____________________________________________。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O 中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，
2
则CO的燃烧热为ΔH＝________。
(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H SO 溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应
2 4
放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝________。
(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量
是 436 kJ、391 kJ、946 kJ，则 N 与 H 反应生成 NH 的热化学方程式是
2 2 3
___________________________________________________________________。
答案 (1)＜ (2)＜
(3)2N H (g)＋N O (g)===3N (g)＋4H O(g)
2 4 2 4 2 2
ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
(4)－282.6 kJ·mol－1 (5)－57.3 kJ·mol－1
(6)N (g)＋3H (g)2NH (g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
2 2 3
解析 (1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，说明该反应是吸热反应，
因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金
刚石＜石墨。
(2)ΔH 表示碳完全燃烧的反应热，ΔH 表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃
1 2
烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH ＜ΔH 。
1 2
(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：
2N H (g)＋N O (g)===3N (g)＋4H O(g)
2 4 2 4 2 2
ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O 中充分燃烧，放出141.3 kJ的热量，
2
则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的
燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。
(6)N 与H 反应生成NH 的热化学方程式可表示为N (g)＋3H (g)2NH (g)
2 2 3 2 2 3
ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－
6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。
微专题21 盖斯定律的两大应用
应用一 利用盖斯定律计算ΔH及书写热化学方程式
利用盖斯定律可以进行热化学方程式的书写和反应热的计算，其关键是合理设计反应途径，正确加减热化学方程式。
1．盖斯定律的理解
热化学方程式 焓变之间的关系
aA===B ΔH
1
ΔH ＝ΔH 或ΔH ＝aΔH
2 1 1 2
A===B ΔH
2
aA===B ΔH
1
ΔH ＝－ΔH
1 2
B===aA ΔH
2
ΔH＝ΔH ＋ΔH
1 2
2.利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
3．运用盖斯定律的三个注意事项
(1)热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
题型一 利用盖斯定律书写热化学方程式
【典例1】 根据下列条件，写出相关反应的热化学方程式：
(1)(2020·全国卷Ⅰ)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SO 的催化氧化：SO (g)＋O (g)SO (g) ΔH＝－98 kJ·mol－
2 2 2 3
1。
钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V O (s)与SO (g)反应生成VOSO (s)
2 5 2 4
和V O (s)的热化学方程式为：___________________________________。
2 4(2)(2017·全国卷Ⅰ)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解
制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为
__________________________________、__________________。
答案 (1)2V O (s)＋2SO (g)===2VOSO (s)＋V O (s) ΔH＝－351 kJ·mol－1
2 5 2 4 2 4
(2)H O(l)===H (g)＋O (g) ΔH＝＋286 kJ·mol－1
2 2 2
H S(g)===H (g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·mol－1
2 2
解析 (1)根据题图知，V O (s)＋SO (g)===V O (s)＋SO (g) ΔH ＝－24
2 4 3 2 5 2 2
kJ·mol－1①，V O (s)＋2SO (g)===2VOSO (s) ΔH ＝－399 kJ·mol－1②。根据盖斯
2 4 3 4 1
定律，由②－①×2得：2V O (s)＋2SO (g)===2VOSO (s)＋V O (s) ΔH＝(－399
2 5 2 4 2 4
＋48) kJ·mol－1＝－351 kJ·mol－1。
(2)根据盖斯定律，将系统(Ⅰ)中的三个热化学方程式相加可得
H O(l)===H (g)＋O (g) ΔH＝[＋327＋(－151)＋110] kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－
2 2 2
1。将系统(Ⅱ)中的三个热化学方程式相加可得 H S(g)===H (g)＋S(s) ΔH＝[(－
2 2
151)＋110＋61] kJ·mol－1＝＋20 kJ·mol－1。
题型二 利用盖斯定律计算反应焓变
【典例2】 根据题目条件，计算相关反应的ΔH：
(1)(2019·全国卷Ⅲ)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化
氢的产出量也随之迅速增长。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
Ⅰ.CuCl (s)===CuCl(s)＋Cl (g)
2 2
ΔH ＝83 kJ·mol－1
1
Ⅱ.CuCl(s)＋O (g)===CuO(s)＋Cl (g)
2 2
ΔH ＝－20 kJ·mol－1
2
Ⅲ.CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl (s)＋H O(g)
2 2
ΔH ＝－121 kJ·mol－1
3
则4HCl(g)＋O (g)===2Cl (g)＋2H O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
2 2 2
(2)(2018·全国卷Ⅰ)已知：2N O (g)===2N O (g)＋O (g) ΔH ＝－4.4 kJ·mol－1
2 5 2 4 2 12NO (g)===N O (g) ΔH ＝－55.3 kJ·mol－1
2 2 4 2
则反应N O (g)===2NO (g)＋O (g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
2 5 2 2
答案 (1)－116 (2)＋53.1
解析 (1)根据盖斯定律知，(反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ)×2 得 4HCl(g)＋
O (g)===2Cl (g)＋2H O(g)，ΔH＝(ΔH ＋ΔH ＋ΔH )×2＝－116 kJ·mol－1。
2 2 2 1 2 3
(2)将已知热化学方程式依次编号为 a、b，根据盖斯定律，由×a－b 得
N O (g)===2NO (g)＋O (g) ΔH＝＝kJ·mol－1＝＋53.1 kJ·mol－1。
2 5 2 2
应用二 利用盖斯定律比较反应热的大小
1．同一反应，生成物状态不同时
如A(g)＋B(g)===C(g) ΔH ＜0
1
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH ＜0
2
C(g)===C(l) ΔH ＜0
3
――→C(g)――→C(l)
――→C(l)
ΔH ＋ΔH ＝ΔH ，ΔH ＜0，ΔH ＜0，ΔH ＜0，
1 3 2 1 2 3
所以ΔH ＜ΔH 。
2 1
2．同一反应，反应物状态不同时
如S(g)＋O (g)===SO (g) ΔH ＜0
2 2 1
S(s)＋O (g)===SO (g) ΔH ＜0
2 2 2
S(g)===S(s) ΔH ＜0
3
ΔH ＋ΔH ＝ΔH ，ΔH ＜0，ΔH ＜0，ΔH ＜0，
2 3 1 1 2 3
所以ΔH ＜ΔH 。
1 2
【典例3】 室温下，将1 mol的CuSO ·5H O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效
4 2
应为 ΔH ，将 1 mol 的 CuSO (s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为 ΔH ；
1 4 2
CuSO ·5H O受热分解的化学方程式为 CuSO ·5H O(s)=====CuSO (s)＋5H O(l)，
4 2 4 2 4 2
热效应为ΔH 。则下列判断正确的是( )
3
A．ΔH ＞ΔH B．ΔH ＜ΔH
2 3 1 3
C．ΔH ＋ΔH ＝ΔH D．ΔH ＋ΔH ＞ΔH
1 3 2 1 2 3
答案 B
解析 1 mol CuSO ·5H O(g)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH
4 2 1＞0,1 mol CuSO (s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 ΔH ＜0,1 mol
4 2
CuSO ·5H O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO (s)和5 mol水，
4 2 4
然后1 mol CuSO (s)再溶于水，CuSO ·5H O的分解为吸热反应，即ΔH ＞0，根据
4 4 2 3
盖斯定律得到关系式ΔH ＝ΔH ＋ΔH ，分析得到答案：ΔH ＜ΔH 。
1 2 3 1 3
1．(2018·浙江11月选考)已知：
H O(g)===H O(l) ΔH
2 2 1
C H O (g)===C H O (s) ΔH
6 12 6 6 12 6 2
C H O (s)＋6O (g)===6H O(g)＋6CO (g) ΔH
6 12 6 2 2 2 3
C H O (g)＋6O (g)===6H O(l)＋6CO (g) ΔH
6 12 6 2 2 2 4
下列说法正确的是( )
A．ΔH ＜0，ΔH ＜0，ΔH ＜ΔH
1 2 3 4
B．6ΔH ＋ΔH ＋ΔH －ΔH ＝0
1 2 3 4
C．－6ΔH ＋ΔH ＋ΔH －ΔH ＝0
1 2 3 4
D．－6ΔH ＋ΔH －ΔH ＋ΔH ＝0
1 2 3 4
答案 B
解析 把题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④，由气体转化为液体或
固体时释放能量知， ΔH ＜0，ΔH ＜0，由 ③－④得： C H O (s)＋
1 2 6 12 6
6H O(l)===C H O (g)＋6H O(g) ΔH＝ΔH －ΔH ＝－ΔH －6ΔH ，因ΔH ＜0，
2 6 12 6 2 3 4 2 1 1
ΔH ＜0，则ΔH＞0，可得ΔH ＞ΔH ，A项错误；由ΔH －ΔH ＝－ΔH －6ΔH 可知
2 3 4 3 4 2 1
6ΔH ＋ΔH ＋ΔH －ΔH ＝0，B项正确，C、D项错误。
1 2 3 4
2．(2020·湖南怀化市高三期末)1840年，化学家盖斯(Hess)指出：“一个化学
反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。 ”这就
是著名的“盖斯定律”。现已知在101 kPa下CH 、H 、C(固)的燃烧热分别为
4 2
890.83 kJ·mol － 1 、 285.83 kJ·mol － 1 和 393.51 kJ·mol － 1 ， 则 反 应 C(s) ＋
2H (g)===CH (g)的反应热ΔH＝________。
2 4
答案 －74.34 kJ·mol－1
解析 实验测得碳单质、氢气、甲烷的燃烧热分别为890.83 kJ·mol－1、285.83
kJ·mol－1和393.51 kJ·mol－1，则它们的热化学反应方程式分别为：
①C(s)＋O (g)===CO (g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
2 2
②H (g)＋O (g)===H O(l) ΔH＝－285.83 kJ/mol
2 2 2
③CH (g)＋2O (g)===CO (g)＋2H O(l)
4 2 2 2ΔH＝－890.83 kJ/mol
根据盖斯定律，由①＋②×2－③得C(s)＋2H (g)===CH (g)，ΔH＝[(－393.5
2 4
kJ/mol)＋(－285.83 kJ /mol)×2]－ (－890.83 kJ/mol)＝－74.34 kJ/mol。
3．请回答下列问题：
(1)CH CO 催化重整反应为：CH (g)＋CO (g)===2CO(g)＋2H (g)。
4 2 4 2 2
已知：C(s)＋2H (g)===CH (g) ΔH＝－75 kJ·mol－1
2 4
C(s)＋O (g)===CO (g) ΔH＝－394 kJ·mol－1
2 2
C(s)＋O (g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·mol－1
2
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)SiHCl 在催化剂作用下发生反应：
3
2SiHCl (g)===SiH Cl (g)＋SiCl (g)
3 2 2 4
ΔH＝48 kJ·mol－1
3SiH Cl (g)===SiH (g)＋2SiHCl (g)
2 2 4 3
ΔH＝－30 kJ·mol－1
则反应4SiHCl (g)===SiH (g)＋3SiCl (g)的ΔH为________kJ·mol－1。
3 4 4
(3)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存
储。过程如下：
反应Ⅰ：2H SO (l)===2SO (g)＋2H O(g)＋O (g)
2 4 2 2 2
ΔH＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O (g)===SO (g) ΔH＝－297 kJ·mol－1
2 2
反应Ⅱ的热化学方程式：____________________。
答案 (1)＋247 (2)＋114 (3)3SO (g)＋2H O(g)===2H SO (l)＋S(s) ΔH
2 2 2 4 2
＝－254 kJ·mol－1
解析 (1)将已知中3个反应依次记为①、②、③，根据盖斯定律③×2－①－
②得该催化重整反应的ΔH＝(－111×2＋75＋394) kJ·mol－1＝＋247 kJ·mol－1。
(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×3＋②，可
得：4SiHCl (g)===SiH (g)＋3SiCl (g) ΔH＝3×48 kJ·mol－1－30 kJ·mol－1＝114
3 4 4
kJ·mol－1。
(3)由于反应Ⅱ是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H SO 和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式为
2 4
3SO (g)＋2H O(g)===2H SO (l)＋S(s)。根据盖斯定律，反应I与反应Ⅲ的热化学
2 2 2 4
方程式相加得：2H SO (l)＋S(s)===3SO (g)＋2H O(g) ΔH＝＋254 kJ·mol－1，所
2 4 2 2
以反应Ⅱ的热化学方程式为：3SO (g)＋2H O(g)===2H SO (l)＋S(s) ΔH ＝－254
2 2 2 4 2
kJ·mol－1。
