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专题14 化学反应的热效应【八大题型】
【新高考通用】
【知识点1 反应热 焓变 热化学方程式】....................................................2
【知识点2 燃烧热和中和热 能源】..........................................................3
【知识点3 盖斯定律 反应热的计算与比较】..................................................5
【题型1 能量——反应过程图像分析】........................................................7
【题型2 能量——反应历程图像分析】........................................................9
【题型3 热化学方程式的书写与判断】.......................................................10
【题型4 燃烧热和中和热及其测定】.........................................................14
【题型5 反应热的综合应用】...............................................................16
【题型6 反应热的计算】...................................................................19
【题型7 盖斯定律及其应用】...............................................................21
【题型8 反应热的大小比较】...............................................................23
【过关测试】..............................................................................25
考点要求
真题统计
考情分析
1．认识化学能可以与热能等
其他形式能量之间相互转
化，能量的转化遵循能量守
恒定律。知道内能是体系内
物质的各种能量的总和，受
温度、压强、物质的聚集状
态的影响。
2．认识化学能与热能的相互
转化，恒温恒压条件下化学
反应的反应热可以用焓变表
示。
3．了解热化学方程式的含
义，能正确书写热化学方程
式。
4．理解盖斯定律，并能运用
盖斯定律进行有关反应焓变
的计算。
2024·甘肃卷10 题，3 分；
2024·广东卷15 题，3 分；
2024·安徽卷10 题，3 分；
2024·河北卷14 题，3 分；
2024·北京卷13 题，3 分；
2024·辽宁卷17 题，3 分；
2024·山东卷16 题，3 分；
2024·甲卷卷28 题，3 分；
2023·江苏卷第17 题，3 分；
2023·广东卷第19 题，3 分；
2023·全国甲卷第28 题，3 分；
2023·新课标卷第29 题，3 分；
本专题主要考查以选择题的形式
对盖斯定律的应及ΔH 的大小比
较进行考查，主要涉及化学键与
化学反应中能量变化关系、化学
能与热能的相互转化、吸热反应
和放热反应判断、热化学方程式
正误判断、盖斯定律、燃烧热和
中和热等；预测2025 年，会以
新的情境为载体，以图象、图表
为背景考查能量变化、化学键键
能、正逆反应的活化能关系及简
单计算、反应历程与图像。在非
选择题中重点考查反应热的计算
或热化学方程式的书写。
1
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2023·全国乙卷第28 题，3 分；
2022 广东卷3 题，2 分；
【思维导图】
【知识点1 反应热 焓变 热化学方程式】
1.化学反应的实质与特征
(1)实质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化，通常主要表现为热量的变化。
2.反应热和焓变
(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称
反应热。
2
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(2)焓变：在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变，其符号为ΔH，单位是kJ/mol(或 kJ·mol－
1)。
3.吸热反应和放热反应
(1)从能量高低角度理解
(2)从化学键角度理解
(3)常见放热反应
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；⑥
铝热反应。
(4)常见吸热反应
①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl 反应；④碳和水蒸气、C 和
CO2的反应。
4.热化学方程式
(1)概念
表示参与化学反应的物质的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。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示
25 ℃，101 kPa 下，2mol 氢气和1mol 氧气反应生成2mol 液态水时放出571.6kJ 的热量。
(3)热化学方程式的书写
3
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【知识点2 燃烧热和中和热 能源】
1.燃烧热和中和热(中和反应热)的比较
燃烧热
中和热
相同
点
能量变化
放热
ΔH 及其单位
ΔH＜0，单位均为 kJ·mol－1
不同
点
反应物的量
1mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成物水为1mol
反应热含义
101 kPa 时，1mol 纯物质完全燃
烧生成指定产物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成
1mol 水时所放出的热量
表示方法
燃烧热为ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)
强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为
57.3 kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1
【特别提醒】燃烧热中元素所对应的指定产物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。
2.中和反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH 溶液反应为例)
(1)测定原理
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。
(2)实验步骤及装置
实验装置
实验步骤
①测量反应物的温度
②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)
③重复步骤①、②两次
④数据处理：取三次测量所得温度进行计算，测得的数值取平均值，生成1
mol H2O 时放出的热量为 kJ
大量实验测得：在25 ℃和101 kPa 下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O 时，
放出57.3kJ 的热量。
(3)注意事项
①为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。
②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。
4
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3.能源的分类
【知识点3 盖斯定律 反应热的计算与比较】
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.反应热的计算
(1)利用热化学方程式进行有关计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当
作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。
(2)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量
计算公式：Q＝×n(可燃物的物质的量)
(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。
(4)利用盖斯定律计算反应热
热化学方程式
焓变之间的关系
aA===B ΔH1 A=== B ΔH2
ΔH1＝aΔH2
aA===B ΔH1 B===aA ΔH2
ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
3.反应热大小的比较
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(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变的大小
H
①
2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1
2H
②
2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，故ΔH1＞ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
C(s)
③
＋O2(g)===CO(g) ΔH3
C(s)
④
＋O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中，C 完全燃烧，放热更多，故ΔH3＞ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
S(g)
⑤
＋O2(g)===SO2(g) ΔH5
S(s)
⑥
＋O2(g)===SO2(g) ΔH6
由⑤－⑥可得S(g)===S(s) ΔH＝ΔH5－ΔH6＜0，故ΔH5＜ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
2Al(s)
⑦
＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
2Fe(s)
⑧
＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH
已知铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH7－ΔH8＜0，故ΔH7＜ΔH8。
【方法技巧】利用盖斯定律计算反应热的“思维步骤”
【易错警示】运用盖斯定律计算反应热的“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。
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【题型1 能量——反应过程图像分析】
【例1】H2O2分解过程的能量变化如下图，下列说法错误的是( )
A.反应的能量变化为E1－E2
B.Fe3＋是该反应的催化剂
C.该反应是放热反应
D.H2O 比H2O2稳定
【答案】A
【解析】A 项，催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的能量变化，反应热等于正反应的活化能与
逆反应的活化能的差，由图可知，该反应的能量变化不等于E1－E2，故A 错误；B 项，由图可知，铁离子
能降低反应的活化能，是该反应的催化剂，故B 正确；C 项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总
能量，该反应为放热反应，故C 正确；D 项，由图可知，过氧化氢分解生成水和氧气是放热反应，说明水
分子的能量小于过氧化氢的能量，水的稳定性强于过氧化氢，故D 正确。
【变式1-1】已知反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A.1 mol 氢气与0.5 mol 氧气的总能量为E1 kJ
B.H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝E3kJ·mol－1
C.2 mol 氢气与1 mol 氧气完全反应生成2 mol 液态水放出的热量小于2(E2－E1) kJ
D.2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝2(E2－E1) kJ·mol－1
【答案】D
【解析】A 项，由图可知，1 mol 氢气与0.5 mol 氧气发生反应的活化能为E1 kJ，故A 错误；B 项，由图可
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知，1 mol 氢气与0.5 mol 氧气反应的反应热ΔH＝(E1－ E2 )kJ·mol－1，该反应属于放热反应，所以热化学
反应方程式为：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－E3 kJ·mol－1，故B 错误；C 项，由图可知，2 mol 氢气与1
mol 氧气完全反应生成2 mol 气态水放出的热量等于2(E2－E1) kJ，气态水变成液态水为放热过程，所以2
mol 氢气与1 mol 氧气完全反应生成2 mol 液态水放出的热量大于2(E2－E1) kJ，故C 错误；D 项，由图可
知，2H2O(g)
2H2(g)＋O2(g)属于吸热反应，其反应热ΔH＝2(E2－E1) kJ·mol－1，故D 正确。
【变式1-2】我国科研人员提出了由小分子X、Y 转化为高附加值产品M 的催化反应历程。该历程可用示
意图表示如图，下列说法错误的是( )
A.
→
①
②过程有热量放出
B.X、Y、M 分别为甲烷、二氧化碳和乙酸
C.反应过程中有C—H 键、C—C 键、O—H 键生成
D.由X、Y 生成M 的总反应原子利用率为100%
【答案】C
【解析】依据图示反应历程可知甲烷在催化剂作用下断裂C—H 生成中间产物①；①→②过程中形成C—C
键，从②到CH3COOH 有O—H 键生成。A.
→
①
②过程能量变低，有热量放出，故A 正确；B.结合图例和
分子结构示意图，X 为CH4、Y 为CO2、M 为CH3COOH，即分别为甲烷、二氧化碳和乙酸，故B 正确；C.
反应过程中没有C—H 键生成、①→②过程中形成C—C 键、从②到CH3COOH 有O—H 键生成，故C 错
误；D.依据反应历程可知甲烷与二氧化碳反应生成乙酸为化合反应，所有原子都转移到目标产物，原子利
用率为100%，故D 正确。
【变式1-3】根据如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是( )
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A.1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝＋221.2 kJ·mol－1
D．热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO 的热值为10.1 kJ·g－1
【答案】D
【解析】由题图可知，1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2(g)的能量高393.5 kJ，A 错误；反应
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，B 错误；由题图可知，1 mol
C(s)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出的热量为393.5 kJ－282.9 kJ＝110.6 kJ，且物质的量与热量成
正比，焓变为负值，则热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.2 kJ·mol－1，C 错误；热值指
一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO 的热值为≈10.1 kJ·g－1，D 正确。
【题型2 能量——反应历程图像分析】
【例2】我国学者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)
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中，过渡态1 比过渡态2 更难达到
D.总反应方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－0.72NA eV/mol
【答案】C
【解析】由反应历程图可知，在过渡态中，催化剂能够改变反应过程中的相对能量，改变的是反应的历
程，但是最终反应物和生成物不会改变，故A 正确；根据反应历程图可知，CO*＋H2O(g)＋H2O*的能垒为
－0.32 eV；CO*＋H2O(g)＋ H*＋OH*的能垒为1.25 eV，所以H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量，故B
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正确；由反应历程图可知，反应过程中生成过渡态1 比过渡态2 的能垒小，所以过渡态1 反应更容易，故
C 错误；根据反应历程图可知，整个反应历程中1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g)和1 mol
H2O(g)和1 mol H2(g)时，放出0.72 NA eV 的能量，而ΔH 为每1 mol 反应对应的能量变化，所以该反应的
总反应方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－0.72NA eV/mol，故D 正确。
【变式2-1】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热ΔH＝－620.9 kJ·mol－1。一定条件下该反
应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS 表示过渡态)。下列说法正确的是( )
A.ΔE＝306.6 kJ/mol
B.三个基元反应中只有③是放热反应
C.该化学反应的速率主要由反应②决定
D.该过程的总反应为2CO＋2NO===N2＋2CO2
【答案】D
【解析】图中ΔE＝248.3－[－620.9－(199.2)－(－513.5)]＝554.9 kJ·mol－1，故A 错误；由图可知，三个基
元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，故B 错误；正反应活化
能最大的是反应①，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，则该化学反应的速率主要由
反应①决定，故C 错误；由始态和终态可知，该过程的总反应为2CO＋2NO===N2＋2CO2，故D 正确。
【变式2-2】铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图
所示：
下列说法错误的是 ( )
A.该过程的总反应为HCOOH=====CO2↑＋H2↑
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B.H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C.该催化循环中Fe 元素的化合价发生了变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
【答案】D
【解析】分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应
为HCOOH=====CO2↑＋H2↑，A 说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH 的电离，HCOO－浓度减小，会降低
Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致
反应速率降低，B 说法正确；由反应机理可知，由Ⅱ→Ⅲ过程中，脱去CO2，其中碳元素的化合价升高，
则Fe 元素的化合价降低，C 说法正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的
活化能Ea＝86.1 kJ·mol－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D 说法错
误。
【变式2-3】
18O 标记的乙酸甲酯在足量NaOH 溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：
能量变化如图所示。已知
平衡，下列说法正确的是( )
A．反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B．反应结束后，溶液中存在18OH－
C．反应结束后，溶液中存在CHOH
D．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
【答案】B
【解析】一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此
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反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故A 错误；反应Ⅰ为加成反应，而H3CCO18－OHOCH3
H3CCOH18O－
OCH3为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为
或
，后者能生成18OH－，
因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B 正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为
或
，因此反应结束后溶液中不会存在CHOH，故C 错误；该总反应对应反应物的总能量高于
生成物总能量，总反应为放热反应，因此H3CCO18OH 和CH3O－的总能量与H3CCO18OCH3和OH－的总能量
之差等于图示总反应的焓变，故D 错误。
【题型3 热化学方程式的书写与判断】
【例3】下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2SO2 ＋ O2
2SO3 ΔH ＝－196.6 kJ/mol
B.H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol
C.2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(l) ΔH ＝＋571.6 kJ/mol
D.C(s)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH ＝＋393.51
【答案】B
【解析】A.没有标出物质的聚集状态，A 项错误；B.由物质聚集状态和对应的焓变，热化学方程式为H2(g)
＋O2(g)===H2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ/mol，B 项正确；C.该反应是放热反应焓变为负值，C 项错误；D.该反
应是放热反应焓变为负值且没有单位，D 项错误。
【变式3-1】工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3，已知该反应为一放热反应。现将2
mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的物质的量为1 mol。
则下列热化学方程式正确的是( )
A.2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
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B.2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C.SO2(g)＋ O2(g)
SO3(g) ΔH＝＋98.3 kJ·mol－1
D.SO2(g)＋ O2(g)
SO3(g) ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1
【答案】A
【解析】2 mol SO2、1 mol O2充入恒容容器中，达平衡时，反应的SO2的物质的量为1 mol，放出热量98.3
kJ，则每反应1 mol SO2，放出98.3 kJ 的热量，故热化学方程式为：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝
－196.6 kJ·mol－1或SO2(g)＋O2(g)
SO3(g)， ΔH＝－98.3 kJ·mol－1，由此判断各选项热化学方程式正
误。选项中的热化学方程式符合题意，A 正确；热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合，B 错
误；该反应为放热反应，C 错误；该反应为放热反应，D 错误。
【变式3-2】下列热化学方程式正确的是( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为akJ·mol－1
H2＋Cl2===2HCl ΔH＝－a kJ·mol－1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热
量98.3 kJ
2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6kJ·mol－1
D
31 g 白磷比31 g 红磷能量多b kJ
P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－4bkJ·mol－1
【答案】D
【解析】选项A 中符合已知条件的应是H2和O2反应，A 错；ΔH 应为－196.6kJ·mol－1，B 错；选项C 中由
于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ，C 错误。
【变式3-3】大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃
烧热数据如下表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热 ΔH(kJ·mol－1)
－285.8
－393.5
－3 267.5
则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为____________________。
【答案】3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l) ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1
【解析】由题给燃烧热数据可得，①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋
O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1，③C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH3＝－3 267.5 kJ·mol－
1，根据盖斯定律，目标方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8 kJ·mol－1)×3＋(－393.5 kJ·mol－
1)×6－(－3 267.5 kJ·mol－1)＝＋49.1 kJ·mol－1，故H2(g)与C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)
＋6C(石墨，s)===C6H6(l) ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1。
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【题型4 燃烧热和中和热及其测定】
【例4】下列说法正确的是( )
A.葡萄糖的燃烧热是2 800kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1400 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＝－158.4kJ·mol－1
C.已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1
mol 水时放出57.3 kJ 的热量
D.已知HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1 mol 水时放
出的热量为57.3kJ
【答案】A
【解析】燃烧热是指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；
该反应为可逆反应，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<－158.4kJ·mol－1，B 错误；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，C 错误；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，D 错误。
【变式4-1】将V1 mL 1.0 mol·L－1HCl 溶液和V2 mL 未知浓度的NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温
度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH 溶液的浓度约为1.0 mol·L－1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】B
【解析】中和反应为放热反应，B 正确；中和反应有水生成，但有水生成的反应不一定是放热反应，如H2
＋CuO=====H2O＋Cu 是吸热反应，D 错误；从表中分析可知当加入HCl 溶液5 mL、NaOH 溶液45 mL 反应
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后温度为22 ℃，故实验时环境温度低于22 ℃，A 错误；加入HCl 溶液30 mL 反应放热最多，应是酸碱正
好中和，故c(NaOH)＝1.0 mol·L－1×30 mL/20 mL＝1.5 mol·L－1，C 错误。
【变式4-2】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知：正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0，则正丁烷比异丁烷稳定
B．已知：C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1478.8 k·mol－1，则C2H4的燃烧热ΔH＝－1478.8
kJ·mol－1
C．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生
成1 mol H2O(l)时，放出的热量大于57.3 kJ
D．已知：S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】能量越低物质越稳定，根据热化学方程式可知正丁烷的能量高于异丁烷，因此异丁烷比正丁烷稳
定，A 项错误；1 mol C2H4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)释放的热量是燃烧热，B 项错误；强酸强碱的稀溶
液反应生成可溶性盐和1 mol 液态水时放出的热量是中和热，稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成了
难溶性盐BaSO4，因此放出的热量大于57.3 kJ，C 项正确；固态变为气态要吸收热量，因此S(g)＋
O2(g)===SO2(g) ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，ΔH1<ΔH2，D 项错误。
【变式4-3】分别取40 mL 的0.50 mol·L－1盐酸与40 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的
测定实验。下列说法错误的是( )
A.稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应
B.仪器A 的名称是玻璃搅拌器
C.在实验过程中，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH 溶液的温度
D.用硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液，结果也是正确的
【答案】D
【解析】测定中和热时，为了使盐酸完全反应，需要让NaOH 稍过量，A 项正确；仪器A 是玻璃搅拌器，
B 项正确；温度计上残留的酸溶液需要清洗干净，否则会和NaOH 溶液反应，使测得NaOH 溶液的温度偏
高，C 项正确；用硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸和氢氧化钠溶液，除了发生中和反应，还生成了BaSO4沉
淀(生成沉淀的过程放热)，因此会影响中和热的测定，D 项错误。
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【题型5 反应热的综合应用】
【例5】反应物(S)转化为产物(P 或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是吸热反应
B.平衡时P 的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P 的速率：Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中，Z 没有催化作用
【答案】D
【解析】由图可知，进程Ⅰ中S 的总能量大于产物P 的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，A 错误；进程Ⅱ
中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此两个进程平衡时P 的产率相同，B 不正确；进程
Ⅲ中由S·Y 转化为P·Y 的活化能高于进程Ⅱ中由S·X 转化为P·X 的活化能，由于这两步反应分别是两个进
程的决速步骤，因此生成P 的速率：Ⅲ<Ⅱ，C 不正确；由图可知，进程Ⅳ中S 吸附到Z 表面生成S·Z，然
后S·Z 转化为产物P·Z，由于P·Z 没有转化为P＋Z，因此，Z 没有表现出催化作用，D 正确。
【变式5-1】某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A．总反应为放热反应
B．使用催化剂后，活化能不变
C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应
D．ΔH＝ΔH2＋ΔH1
【答案】B
【解析】由题图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，
A、C、D 项正确；催化剂能降低反应的活化能，B 项错误。
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【变式5-2】甲烷与氯气发生取代反应分别生成1 mol 相关有机物的能量变化如图所示：
下列说法不正确的是( )
A．CH4与Cl2的取代反应是放热反应
B.1 mol CH4的能量比1 mol CH3Cl 的能量多99 kJ
C.ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1，说明CH4与Cl2的四步取代反应难易程度相当
D．已知Cl—Cl 的键能为243 kJ·mol－1，C—Cl 的键能为327 kJ·mol－1，则CH4(g)＋Cl·(g)→CH3·(g)＋
HCl(g)的ΔH<0
【答案】B
【解析】由题干信息可知，CH4与Cl2的取代反应不管生成CH3Cl、CH2Cl2还是CHCl3或者CCl4均为ΔH＜
0，则CH4与Cl2的取代反应是放热反应，A 正确；由题干信息可知，1 mol CH4和1 mol Cl2的能量之和比1
mol CH3Cl 和1 mol HCl 的能量之和多99 kJ，B 错误；由题干图中信息可知，－99≈×(－197)≈×(－301)
≈×(－400)即ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1，说明CH4与Cl2的四步取代反应难易程度相当，C 正确；已知CH4(g)＋
Cl·(g)→CH3·(g)＋HCl(g)过程中断裂了1 mol C—H 键，形成了1 mol 的H—Cl 键，已知Cl—Cl 的键能为
243 kJ·mol－1，C—Cl 的键能为327 kJ·mol－1，且有：CH4(g)＋Cl2(g)→CH3Cl(g)＋HCl(g) ΔH＝－99
kJ/mol，即4E(C－H)＋E(Cl－Cl)－3E(C－H)－E(C－Cl)－E(H－Cl)＝－99 kJ/mol，即E(C－H)＋E(Cl－Cl) －E(C－Cl)－E(H－Cl)＝－
99 kJ/mol，则E(C－H)＋243 kJ/mol－327 kJ/mol－E(H－Cl)＝－99 kJ/mol，则E(C－H) －E(H－Cl)＝－15 kJ/mol，即
CH4(g)＋Cl·(g)→CH3·(g)＋HCl(g)的ΔH＝－15 kJ/mol<0，D 正确。
【变式5-3】在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用
如图简单表示(图中的ΔH 表示生成1 mol 含硫产物的数据)。由图得出的结论正确的是( )
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A．S8(s)的燃烧热ΔH＝－8(a＋b) kJ·mol－1
B．2SO3(g)
2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝－2b kJ·mol－1
C．S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1
D．由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH＝－8(a＋b) kJ·mol－1
【答案】D
【解析】根据燃烧热的定义，25 ℃下，1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，所以S8(s)的燃
烧热ΔH＝－8a kJ·mol－1，A 错误；根据能量关系图，SO3分解生成SO2和O2是吸热反应，所以ΔH＝2b
kJ·mol－1，B 错误；根据题图提供的数据，1 mol S8的反应热ΔH＝－8a kJ·mol－1，C 错误；根据盖斯定
律，由1 mol S8(s)生成SO3(g)的反应热ΔH＝－8(a＋b) kJ·mol－1，D 正确。
【题型6 反应热的计算】
【例6】标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/(kJ·mol－1)
249
218
39
10
0
0
－136
－242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(
)
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2
D.H2O(g)＋O(g)===H2O2(g) ΔH＝－143 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】根据表格中的数据可知，H2的键能为218×2＝436 kJ·mol－1，A 正确；由表格中的数据可知O2的
键能为249×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于
H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B 正确；由表格中的数据可知HOO===HO＋O，解离其中氧氧单键需要的
能量为249＋39－10＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C 错误；由表中的数据可知
H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136－(－242)－249＝－143 kJ·mol－1，D 正确。
【变式6-1】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H—H
H—O
键能/(kJ·mol－1)
436
463
热化学方程式
2H2(g)＋ O2 (g)===2H2O(g) ΔH＝－482kJ·mol－1
则2O(g)===O2(g)的ΔH 为( )
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A.428kJ·mol－1
B.－428kJ·mol－1
C.498kJ·mol－1
D.－498kJ·mol－1
【答案】D
【解析】根据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和计算。反应的ΔH＝2E(H—H)＋E(O—O)－4E(H
—O)；－482 kJ/mol＝2×436 kJ/mol＋E(O—O)－4×463 kJ/mol，解得O—O 键的键能为498 kJ/mol，2 个氧
原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ/mol。
【变式6-2】已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g) ΔH＝－157 kJ/mol。已知环丙烷(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】已知反应①为△(g)＋H2(g)→CH3CH2CH3(g) ΔH1＝－157 kJ/mol。
反应②：△(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH2＝－2 092kJ·mol－1，
反应③：CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH3＝－2 220kJ·mol－1，
变化④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44 kJ·mol－1，则按盖斯定律，①－②＋③＋④得到反应：H2(g)＋O2(g)
===H2O(g) ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241 kJ/mol，则2 mol 氢气完全燃烧生成气态水的热化学
方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ/mol，B 正确。
【变式6-3】设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应；
C
①
2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol－1
C
②
2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
其他数据如下表：
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
C===C
键能/ (kJ·mol－1)
798
x
413
463
610
下列说法正确的是( )
A.a<b，且C2H4的燃烧热为akJ·mol－1
B.上表中x＝
C.H2O(l)===H2O(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1
D.当有4NA个C—H 键断裂时，该反应放出热量一定为a kJ
【答案】B
【解析】燃烧热所生成的产物一定是稳定的，水为液态，A 项错误；根据反应热键能计算，ΔH1＝(413×4
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＋610＋3x)－(798×4＋463×4)＝－a，则有x＝，B 项正确；根据盖斯定律，(①－②)×得，H2O(l)===H2O(g)
ΔH＝(b－a) kJ·mol－1，C 项错误；当有4NA个C—H 键断裂时，1 mol C2H4反应，若生成H2O(g)放出a kJ
热量，若生成H2O(l)放出b kJ 热量，D 项错误。
【题型7 盖斯定律及其应用】
【例7】生成水的能量关系如图所示：
下列说法不正确的是( )
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4，则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下，气态原子生成1 mol H—O 放出a kJ 热量，则该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol
D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
【答案】D
【解析】ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程，该过程吸热，故ΔH2>0，A 正确；由于气态
水到液态水的过程为放热过程，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4<ΔH1，B 正确；ΔH3所示过程共形成4
mol H—O 键，则气态原子生成1 mol H—O 放出a kJ 热量，该条件下ΔH3＝－4a kJ/mol，C 正确；根据盖
斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，D 错误。
【变式7-1】已知：①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
Ca(OH)
②
2(s)===Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
Al(s)
③
＋OH－(aq)＋3H2O(l)===－(aq)＋H2(g) ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
【答案】－911.9
【解析】根据盖斯定律可得，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－
(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝
－911.9 kJ·mol－1。
【变式7-2】次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。
已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol－1
NaCl(aq)＋H2O(l)===NaClO(aq)＋ H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
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4Na2FeO4 (aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2 (g)＋8NaOH(aq) ΔH＝c kJ·mol－1
反应2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋ 4NaOH(aq)===2Na2FeO4 (aq)＋3NaCl(aq)＋5H2O(l)的ΔH＝_____ kJ·mol－
1。
【答案】－a－3b－c
【解析】①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝a kJ·mol－1
NaCl(aq)
②
＋H2O(l)===NaClO(aq)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
4Na
③
2FeO4(aq)＋10H2O(l)===4Fe(OH)3(s)＋3O2(g)＋8NaOH(aq) ΔH＝c kJ·mol－1
根据盖斯定律，－×③－②×3－①×得2Fe(OH)3(s)＋3NaClO(aq)＋4NaOH(aq)===2Na2FeO4(aq)＋3NaCl(aq)＋
5H2O(l)的ΔH＝－a－3b－c kJ·mol－1。
【变式7-3】已知ROH(R＝Na、K)固体溶于水放热，有关过程能量变化如图：
下列说法正确的是( )
A．反应①ΔH1＜0，ΔS＜0
B．ΔH4(NaOH)＞ΔH4(KOH)
C．ΔH6(NaOH)＞ΔH6(KOH)
D．ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH5＋ΔH6
【答案】B
【解析】由于液体的混乱度大于固体，反应①ΔS＞0，A 错误；ΔH4表示ROH 破坏离子键的过程，因为钠
离子半径小于钾离子，则NaOH 的离子键更强，电离为离子消耗的能量更多，则ΔH4(NaOH)＞
ΔH4(KOH)，B 正确；ΔH6表示氢氧根离子从气态离子转化为溶液中离子的热量变化，ΔH6(NaOH)＝
ΔH6(KOH)，C 错误；由盖斯定律可知ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH5－ΔH6，D 错误。
【题型8 反应热的大小比较】
【例8】相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
A.ΔH1＞0，ΔH2＞0
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B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH1＞ΔH2，ΔH3＞ΔH2
D.ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
【答案】C
【解析】一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的
稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3－环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反
应。环己烯、1，3－环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A 不正
确；苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全
加成的反应热不等于环己烯、1，3－环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1＋
ΔH2，B 不正确；环己烯、1，3－环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，ΔH1＜0，ΔH2＜0，
由于1 mol 1，3－环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯所需氢气的2 倍，故其放出的热量
更多，其ΔH1＞ΔH2；苯与氢气发生加成反应生成1，3－环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4＞0)，根据盖斯
定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3＞ΔH2，C 正确；根据盖斯定律可知，
苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH2＝ΔH3－ΔH4，D 不正确。
【变式8-1】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1＜0，ΔH3>0
B.ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3
C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
【答案】B
【解析】燃烧反应都是放热反应，故ΔH3＜0，A 错误；将上述反应分别编号为①②③④⑤，反应⑤是铝热
反应，显然是放热反应，ΔH5＜0，将反应④－反应③可得反应⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，B 正确，D 错
误；将反应②＋反应③可得反应3H2(g)＋O2(g)===3H2O(g)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，C 错误。
【变式8-2】氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是( )
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A.已知HF 气体溶于水放热，则HF 的ΔH1＜0
B.相同条件下，HCl 的ΔH2比HBr 的小
C.相同条件下，HCl 的ΔH3＋ΔH4比HI 的大
D.一定条件下，气态原子生成1 mol H—X 键放出a kJ 能量，则该条件下ΔH2＝＋a kJ·mol－1
【答案】D
【解析】已知HF 气体溶于水放热，则HF 气体溶于水的逆过程吸热，即HF 的ΔH1＞0，A 错误；由于HCl
比HBr 稳定，所以相同条件下HCl 的ΔH2比HBr 的大，B 错误；ΔH3＋ΔH4代表H(g)→H＋(aq)的焓变，与
是HCl 还是HI 无关，C 错误；一定条件下，气态原子生成1 mol H—X 键放出a kJ 能量，则断开1 mol H
—X 键形成气态原子吸收a kJ 的能量，即为ΔH2＝＋a kJ·mol－1，D 正确。
【变式8-3】已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH1
C6H12O6(g)===C6H12O6(s) ΔH2
C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g) ΔH3
C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A．ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<ΔH4
B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4 ＝0
【答案】B
【解析】由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量，ΔH1＜0，ΔH2＜0，气态C6H12O6燃烧生成液
态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多，所以ΔH3＞ΔH4，A 项错误；根据盖斯定律得ΔH4＝6ΔH1
＋ΔH2＋ΔH3，B 项正确，C、D 项错误。
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【基础题】
1.（23-24 高三上·辽宁丹东·期中）已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H-H
H-O
键能/(kJ·mol-1)
436
463
热化学方程式
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH 为
A．-498kJ·mol-1
B．498kJ·mol-1
C．-428kJ·mol-1
D．428kJ·mol-1
【答案】A
【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。
【解析】反应的ΔH=2E(H-H)+E(O-O)-4E(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+E(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O 键的键能
为498kJ/mol，2 个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。故选
A。
2.（23-24 高三·湖北武汉·期末）NO 参与O3分解的反应机理与总反应如下：
第一步：O3(g)＋NO(g)=O2(g)＋NO2(g) ΔH1
第二步：NO2(g)=NO(g)＋O(g) ΔH2
第三步：O(g)＋O3(g)=2O2(g) ΔH3
总反应：2O3(g)=3O2(g) ΔH4
反应过程中能量与反应历程的关系如图所示。
下列有关叙述不正确的是
A．NO 在O3分解反应中的作用是催化剂
B．ΔH1>0，ΔH2>0
C．ΔH2=ΔH3-ΔH1
D．ΔH3=ΔH4-ΔH2-ΔH1
【答案】C
【解析】NO 先参与反应后生成，作该反应的催化剂，A 项正确；由图可知第一、二步均为生成物总能量
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高于反应物总能量，根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，故ΔH1>0，ΔH2>0，B 项正确；ΔH3-ΔH1=
ΔH2，C 项错误；根据盖斯定律，反应3＝总反应-反应2－反应1，ΔH3=ΔH4-ΔH2-
ΔH1，D 项正确；故选C。
3.（24-25 高三上·四川遂宁·期中）在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应，则
的正确表达
式为
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】由盖斯定律可知，反应
得到反应
，则
，
故选D；
4.（2024 高三·江苏·期中）已知：室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水
会使溶液温度升高。下列能量转化关系的判断不正确的是
A．ΔH1>0
B．ΔH2<ΔH3
C．ΔH3<ΔH1
D．ΔH2=ΔH1＋ΔH3
【答案】B
【解析】CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1＞0，A 正确；将CuSO4·5H2O(s)溶于水
会使溶液温度降低，ΔH2＞0，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，ΔH3＜0，则ΔH2＞ΔH3，B 错误；
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ΔH3＜0、ΔH1＞0，则ΔH3＜ΔH1，，C 正确；由盖斯定律知，ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，D 正确；故选B。
5.（2024 高三·江苏·期中）下列说法正确的是
A．肼(N2H4)的燃烧热为622.08 kJ/mol，则热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g) =N2(g)＋2H2O(g) ΔH=-622.08
kJ/mol
B．斜方硫的燃烧热为297 kJ/mol，则热化学方程式为S(s，斜方硫)＋O2(g) =SO2(g) ΔH=＋297 kJ/mol
C．H2S 的燃烧热为562.2kJ/mol，则热化学方程式为2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-1124.4
kJ/mol
D．白磷和红磷转化的热化学方程式为xP4(白磷，s)=4Px(红磷，s) ΔH<0，则白磷和红磷在O2中充分燃烧
生成等量P2O5(s)，红磷放出的热量更多
【答案】C
【解析】计算燃烧热时，热化学方程式中的产物应为液态水，A 错误；斜方硫的燃烧为放热反应，因此焓
变为负值，B 错误；H2S 的燃烧热为562.2kJ/mol，因此1molH2S 完全燃烧生成SO2和液态水时，放出热量
562.2kJ，则热化学方程式可以表示为2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH=-1124.4 kJ/mol，C 正确；白磷
转化为红磷为放热反应，说明相同质量的白磷能量高于红磷，因此白磷和红磷在O2中充分燃烧生成等量的
P2O5(s)，白磷放出的热量更多，D 错误；故选C。
6.（23-24 高三·黑龙江大庆·期末）利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)＋
2H2(g)
CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用
催化剂的两种情况。下列判断正确的是
A．该反应的ΔH=＋91kJ·mol-1
B．加入催化剂，该反应的ΔH 变小
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH 增大
【答案】C
【解析】根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，
，故A 项错误；加
入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，故B 项错误；根据图示，该反应反应物的总能
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量大于生成物的总能量，故C 项正确；生成液态CH3OH 时释放出的热量更多，ΔH 更小，故D 项错误。故
选C。
7.（23-24 高三上·北京房山·期末）CO2催化加氢制备 CH3OH 是 CO2资源化利用的重要途径。已知如图所
示的反应的能量变化。下列说法不正确的是
A．图1 反应的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=
240kJ/mol
﹣
B．图2 中，若生成的H2O 为液态，则能量变化曲线为①
C．图1 和图2 两个反应过程均可推知反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量
D．制备CH3OH 的反应使用催化剂时，其ΔH 不变
【答案】B
【解析】由图可知，图1 反应的热化学方程式可表示为H2(g)+O2 (g)=H2O(g) ΔH=
120kJ/mol
﹣
，则2H2(g)
+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=
240kJ/mol
﹣
，A 正确；液态水能量比气态水能量低，若生成的为液态，比生成气态
水放出的热量更多，应该在实线的下面，而不是在实线的上面，B 错误；由图可知反应是放热反应，生成
物形成新键释放的能量大于反应物断裂旧键吸收的能量，C 正确；催化剂只影响速率，不影响反应热，D
正确；故选B。
8.（23-24 高三上·天津河西·期末）在
和25℃下，
异构化反应过程的能量变化如
图所示。下列说法正确的是
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A．
比
稳定
B．该异构化反应的
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以降低该反应的
【答案】B
【解析】根据图中信息得到HCN 能量比HNC 能量低，且能量越低越稳定，因此HCN 比HNC 稳定，A 项
错误；根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的
，B 项正
确；根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，C 项错误；使用催
化剂，不改变反应的反应热，只改变路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，D 项错误；故选
B。
9.（2024·重庆·二模）单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图，下列说法正确的是
A．
B．单斜硫和正交硫互为同素异形体
C．②式表示一个正交硫分子和一个
分子反应生成一个
分子放出296.83kJ 的能量
D．①式反应断裂1mol 单斜硫(s)和
中的共价键吸收的能量比形成
中的共价键所放出
的能量多297.16kJ
【答案】B
【解析】从图中可知，单斜硫能量高于正交硫，故
，A 错误；
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单斜硫和正交硫都是硫元素形成的单质，两者互为同素异形体，B 正确；②式表示1mol 正交硫与1mol 氧
气反应生成1mol 二氧化硫放出296.83kJ 的能量，C 错误；①反应为放热反应，则该反应断裂1mol 单斜硫
(s)和
中的共价键吸收的能量比形成
中的共价键所放出的能量少297.16kJ，D 错误；
故选B。
10.（2024·湖南岳阳·模拟预测）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知
O2和Cl2的相对能量为0)，下列说法错误的是
A．
B．可计算
键能为
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ΔH=(E4-
E5)kJ∙mol−1
【答案】D
【分析】由图可知，历程Ⅰ是O3和氧原子结合生成O2，该过程放热，
；历程Ⅱ有两
个过程，过程一是臭氧、氧原子和氯原子作用生成氧气、氧原子和ClO，
，过程二
是氧气、氧原子和ClO 作用生成2O2和Cl，
，两个过程都放热；历程Ⅱ反应前后都
有Cl，所以Cl 相当于催化剂。
【解析】结合图像分析，历程Ⅱ相当于历程Ⅰ在催化剂Cl(g)参与的条件下进行的反应，催化剂可以降低反
应的活化能，但是不能改变反应的焓变，因此
，A 正确；已知O2
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和Cl2的相对能量为0(即E6=0)，破坏1 mol Cl2(g)中的Cl-Cl 键形成2 mol Cl，吸收的能量为
，
结合
得
，所以
键能为
，B 正确；由以上分
析可知，历程Ⅰ和历程Ⅱ的区别就是有Cl 做催化剂，催化剂不能改变反应物的平衡转化率，因此相同条件
下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C 正确；活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第
二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)
，D 错误；故选D。
【提升题】
11.（23-24 高三上·广东深圳·期末）某反应过程中能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．该反应分为2 步进行
B．总反应焓变为E1-E2+E3-E4
C．第一步反应为放热反应，第二步反应为吸热反应
D．升高温度，第一步反应速率减小，第二步反应速率增加
【答案】D
【解析】从图中可以明显看出，反应过程中有两个能量的“峰”和“谷”，说明该反应分为2 步进行，A
项正确；总反应的焓变应该是生成物的总能量减去反应物的总能量，即E1-E2+E3-E4 ，B 项正确；第一步反
应中，反应物的能量高于生成物的能量，所以是放热反应；第二步反应中，反应物的能量低于生成物的能
量，所以是吸热反应，C 项正确；升高温度，化学反应速率都会增加，而不是第一步反应速率减小，第二
步反应速率增加，D 项错误；故选D。
12.（24-25 高三上·广东惠州·期中）2022 年10 月5 日，诺贝尔化学奖授予了在“铜催化”领域贡献突出的
卡罗琳等人。利用铜催化剂可实现甲醇(CH3OH)的催化制氢，反应机理如图所示，下列说法不正确的是
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A．该反应的
B．CO 属于反应过程中的中间产物
C．反应过程中有非极性键的断裂与形成
D．反应Ⅱ的正反应活化能为
【答案】C
【解析】根据图示，生成物的总能量大于反应物总能量，该反应的
，故A 正确；第一步反应生成
CO，第二步消耗CO 生成二氧化碳，CO 属于反应过程中的中间产物，故B 正确；反应过程中没有非极性
键的断裂，故C 错误；根据图示，反应Ⅱ的正反应活化能为
，故D 正确；故选C。
13.（2025·陕西渭南·模拟预测）我国科学家已经成功催化氢化
获得甲酸，利用化合物1 催化氢化
的反应过程如图甲所示，其中化合物2 与水反应生成化合物3 与
过程中的能量变化如图乙所示(TS
表示过渡态，I 表示中间体)，下列说法错误的是
A．化合物1 为该反应的催化剂，可加快CO2的转化速率
B．图乙中形成中间体I2的反应为图甲中“化合物2＋H2O→化合物3＋
”的决速步骤
C．化合物1→化合物2 的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成
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D．从平衡移动的角度看，升高温度可促进化合物2 与水反应生成化合物3 与
【答案】D
【解析】根据题意和图甲可知，化合物1 为反应的催化剂，可加快CO2的转化速率，A 正确；图乙中形成
中间体Ⅰ2 的反应活化能最大为图甲中“化合物2＋H2O→化合物3＋
”的决速步骤，B 正确；化合
物1 到化合物2 的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂，生成碳氢键，C 正确；从图乙可以看出，化合物2 与
水反应生成化合物3 与HCOO-是放热反应，因此降低温度可以促进该反应的正向移动，D 错误；故选D。
14.（24-25 高三·河北衡水·调研）回答下列问题：
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示：
反应CO2(g)＋H2(g)
HCOOH(g)的焓变ΔH＝ kJ·mol－1。
(2)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O 为原料，有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下，
CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式： 。
(4)如图表示在CuO 存在下HCl 催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程式为 。
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(5)已知用NaAlO2制备αAl(OH)3及能量转化关系如图：
反应②的热化学方程式为 。
(6)在αFe(Ⅲ)铁原子簇表面，以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下：
H
①
2(g)=2H(g) ΔH1
N
②
2(g)＋2H(g)
2(NH)(g) ΔH2
(NH)(g)
③
＋H(g)
(NH2)(g) ΔH3
(NH
④
2)(g)＋H(g)
NH3(g) ΔH4
总反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH。则ΔH4＝ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH 的式子表示)。
【答案】(1)－31.4
(2)CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋(－p＋3n＋m) kJ·mol－1
(3)CH4(g)＋2SO2(g)
2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ/mol
(4)2HCl(g)＋O2(g)=H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(5)NaAlO2(aq)＋2H2O(l)=NaOH(aq)＋αAl(OH)3(s) ΔH＝－50 kJ·mol－1
(6)(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)
【解析】（1）根据题图可得如下热化学方程式：①HCOOH(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋72.6 kJ·mol－1；
②CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH3＝－241.80 kJ·mol－1。反应
CO2(g)＋H2(g)
HCOOH(g)可以由③－①－②得到，由盖斯定律可得ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2＝(－241.80
kJ·mol－1)－(＋72.6 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝－31.4 kJ·mol－1；
（2）依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式：CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1＝－m kJ·mol－1；H2(g)
＋O2(g)=H2O(g) ΔH2＝－n kJ·mol－1；CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－p kJ·mol－1；由盖斯定律
得：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g) ΔH＝ΔH3－3ΔH2－ΔH1＝＋(－p＋3n＋m) kJ·mol－1；
（3）根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝126 kJ/mol－928 kJ/mol＝－802 kJ/mol；
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②S(g)＋O2(g)=SO2(g) ΔH＝－577 kJ/mol；根据盖斯定律可知①－②×2 即得到CH4和SO2反应的热化学方
程式为CH4(g)＋2SO2(g)
2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ/mol；
（4）根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的，由题图可知热化
学方程式为2HCl(g)＋O2(g)=H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3；
（5）首先写出反应②的化学方程式并注明状态NaAlO2(aq)＋2H2O(l)=NaOH(aq)＋αAl(OH)3(s)，根据盖斯定
律求出该反应的焓变ΔH＝(ΔH3－ΔH1)＝－50 kJ·mol－1，可得热化学方程式为NaAlO2(aq)＋2H2O(l)=
NaOH(aq)＋αAl(OH)3(s) ΔH＝－50 kJ·mol－1；
（6）根据盖斯定律，①×3＋②＋③×2＋④×2 可得N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＋
2ΔH4，则ΔH4＝(ΔH－3ΔH1－ΔH2－2ΔH3)。
15.（2024 高三·江苏·期末）完成下列问题。
(1)CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应：
Ⅰ．CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1=-165 kJ/mol
Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41 kJ/mol
Ⅲ．CO(g)＋3H2(g)=CH4(g)＋H2O(g) ΔH3
反应Ⅲ的ΔH3= 。
(2)已知：4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g) ΔH=-905.0 kJ/mol，N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH=＋180.5
kJ/mol。有氧条件下，NH3与NO 反应生成N2，相关热化学方程式为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)=4N2(g)＋
6H2O(g) ΔH= kJ/mol。
(3)CH4-CO2重整反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) ΔH1
反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH2=＋41 kJ/mol
反应Ⅲ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH3=＋75 kJ/mol
反应Ⅳ：2CO(g)=C(s)＋CO2(g) ΔH4=-172 kJ/mol
ΔH1= kJ/mol。
(4)捕集CO2转化为合成气(CO 和H2)，再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品，有利于实现碳循环
利用。捕集CO2涉及以下反应：
CO
①
2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH1
CO
②
2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2
有关物质能量变化如图所示，设稳定单质的焓(H)为0，则ΔH1= kJ/mol，ΔH2= kJ/mol。
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【答案】(1)－206 kJ/mol
(2)-1627
(3)+247
(4) +41 -165
【解析】（1）反应Ⅰ－反应Ⅱ可得反应Ⅲ，故ΔH3＝－165 kJ/mol－41 kJ/mol＝－206 kJ/mol。
（2）根据盖斯定律，反应①－4×反应②可得到：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)=4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝(－
905.0－4×180.5)kJ/mol＝－1627 kJ/mol。
（3）反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) ΔH1，反应Ⅲ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g) ΔH3＝＋75
kJ/mol，反应Ⅳ：2CO(g)=C(s)＋CO2(g) ΔH4＝－172 kJ/mol。反应Ⅲ－反应Ⅳ即得到反应Ⅰ，ΔH1＝ΔH3－
ΔH4＝[＋75－(－172)]kJ/mol＝＋247 kJ/mol。
（4）由图1 知，存在以下热化学方程式：Ⅰ．CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol；Ⅱ． H2(g)＋O2
(g)=H2O(g) ΔH＝－242 kJ/mol；Ⅲ．C (g)＋H2(g)=CH4(g) ΔH＝－75 kJ/mol；Ⅳ．C (g)＋O2(g)=CO2 (g)
ΔH＝－394 kJ/mol。根据盖斯定律，Ⅱ－Ⅰ＝①，则CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝[－242－(－
283)] kJ/mol＝＋41 kJ/mol；Ⅱ×2＋Ⅲ－Ⅳ＝②，则CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝[－242×2＋
(－75)－(－394)] kJ/mol＝－165 kJ/mol。
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