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专题九 化学反应的热效应
基础篇
考点 一 化学反应中能量变化的有关概念
1.反应热和焓变
反应热 在等温条件下 化学反应体系向环
１） ： ，
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
， 。
常见的吸热 放热反应
焓变 在等压条件下进行的化学反应 其反 ４） 、
２） ： ，
吸热反应 大多数分解反应 盐类的水
应热等于焓变 其符号为 Ｈ 常用单位是 ：① ；②
， Δ ，
解 与 的反应
或 －１ ；③Ｂａ（ＯＨ）２·８Ｈ２Ｏ ＮＨ４Ｃｌ ；
ｋＪ／ｍｏｌ ｋＪ·ｍｏｌ 。
和水蒸气 和 的反应等
2.吸热反应和放热反应 ④Ｃ 、Ｃ ＣＯ２ 。
放热反应 可燃物的燃烧 中和反应
从能量高低角度理解 ：① ；② ；
１）
大多数化合反应 金属与酸的置换反
吸热反应 Ｅ Ｅ Ｈ ③ ；④
： 生成物＞ 反应物，Δ ＞０；
应 缓慢氧化等
放热反应 Ｅ Ｅ Ｈ ；⑤ 。
： 生成物＜ 反应物，Δ ＜０。 3.燃烧热与中和反应反应热的比较
比较项目 燃烧热 中和反应反应热
能量变化 放热 Ｈ
，Δ ＜０
在 时 在稀溶液里 酸和
１０１ ｋＰａ ，１ ｍｏｌ ，
纯物质完全燃烧生 碱发生中和反应生
含义
吸热反应 放热反应 成指定产物时所放 成 水时所放
１ ｍｏｌ
出的热量 出的热量
Ｅ 正反应的活化能 Ｅ 逆反应的活
１——— ； ２——— 反应物的量 不一定为
化能 １ ｍｏｌ １ ｍｏｌ
。 生成物的量 不确定 生成 水
从化学键角度理解 １ ｍｏｌ
２）
注意 测定燃烧热时可燃物中元素对应的指定产物，
①
如 （ ）， （ ）， （ ）， （ ）等。
Ｃ→ＣＯ２ ｇ Ｈ→Ｈ２Ｏ ｌ Ｓ→ＳＯ２ ｇ Ｎ→Ｎ２ ｇ
在 和 下，强酸与强碱在稀溶液中发生中
② ２５ ℃ １０１ ｋＰａ
和反应生成 时，放出 的热量。
１ ｍｏｌ Ｈ２Ｏ ５７．３ ｋＪ
考点 二 热化学方程式 盖斯定律
1.热化学方程式
催化剂的影响 意义 表明了化学反应中的物质变化和能量 专
３） １） ： 题
九
催化剂能够降低反应的活化能 但不影 变化 例如
， 。 ２Ｈ２（ｇ）＋Ｏ２（ｇ） ２Ｈ２Ｏ（ｌ） 化
响 Ｈ Ｈ －１ 表示 和 学
Δ 。 Δ ＝－５７１．６ ｋＪ·ｍｏｌ ， ２５ ℃ １０１ ｋＰａ 反
应
的
【生产环保情境】 碳中和 碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳总量， 热
效
再通过植树造林、节能减排等抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。 要达到碳中和，需通 应
过特殊的方式去除温室气体或使用可再生能源。 ２６３
下 氢气和 氧气反应生成 注意 Ｈ单位中“ －１”表示每摩尔反应，所以 Ｈ
，２ ｍｏｌ １ ｍｏｌ ２ ｍｏｌ Δ ｍｏｌ Δ
液态水时放出 的热量 必须与化学方程式一一对应。
５７１．６ ｋＪ 。
书写要求 2.盖斯定律
２）
写出正确的化学方程式 注明反应的温度和 内容 不管化学反应是一步完成还是分几步
① ， １） ：
压强 下的反应可不注明 完成 其反应热是相同的 即化学反应的反
（２５ ℃、１０１ ｋＰａ ）。 ， ，
注明各物质的聚集状态 固态 液态 应热只与反应体系的始态和终态有关 而与
② ： （ｓ）、 （ｌ）、 ，
气态 水溶液 不用 和 反应的途径无关
（ｇ）、 （ａｑ）， “↑” “↓”。 。
热化学方程式中各物质前的化学计量数可 应用 有些反应很难直接测其反应热 可用
③ ２） ： ，
以是整数也可以是分数 盖斯定律间接计算
。 。
5
年
高
考
3
年
模 拟
A
版
高
考 【生产环保情境】 分子筛用于物质分离 分子筛是一种结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴的物
化
学 质，不同孔径的分子筛能把不同大小和形状的分子分开。 分子筛的这一结构特点广泛应用于化工上的物质分
２６４ 离，例如煤气脱水、废气净化等。
综合篇
综合 反应热的计算方法与大小比较 与 重整是 利用的研究热点之一。 该
ＣＯ２ ＣＯ２
重整反应体系主要涉及以下反应：
一、计算反应热的常用方法
） （ ） （ ） （ ） （ ） Ｈ
1.根据反应物和生成物的能量计算 ａ ＣＨ４ ｇ ＋ＣＯ２ ｇ ２ＣＯ ｇ ＋２Ｈ２ ｇ Δ １
） （ ） （ ） （ ） （ ） Ｈ
Ｈ 生成物的总能量 反应物的总能量 ｂ ＣＯ２ ｇ ＋Ｈ２ ｇ ＣＯ ｇ ＋Ｈ２Ｏ ｇ Δ ２
Δ ＝ －
） （ ） （ ） （ ） Ｈ
2.根据反应物和生成物的键能计算
ｃ ＣＨ４ ｇ Ｃ ｓ ＋２Ｈ２ ｇ Δ ３
） （ ） （ ） （ ） Ｈ
Δ Ｈ ＝ 反应物的键能总和 － 生成物的键能总和 ｄ ２ＣＯ ｇ ＣＯ２ ｇ ＋Ｃ ｓ Δ ４
） （ ） （ ） （ ） （ ） Ｈ
3.根据反应的活化能计算
ｅ ＣＯ ｇ ＋Ｈ２ ｇ Ｈ２Ｏ ｇ ＋Ｃ ｓ Δ ５
（ ）根据盖斯定律，反应 的 Ｈ
Ｈ 正反应的活化能 逆反应的活化能
Δ ＝ － １ ａ Δ １ ＝
4.根据盖斯定律计算
（写出一个代数式即可）。
解题导引 观察已知方程式与目标方程式中相
关联的物质及其化学计量数，找到已知方程式
与目标方程式之间的数量关系。
解析 （ ）利用盖斯定律，反应 或
１ ｃ－ｄ ｂ＋ｃ－ｅ
均可得到反应 。
ａ
答案 （ ） Ｈ Ｈ （或 Ｈ Ｈ Ｈ ）
１ Δ ３ －Δ ４ Δ ２ ＋Δ ３ －Δ ５
二、反应热大小的比较
注意 热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数
①
1.放热反应和吸热反应的比较 由于 Ｈ 带
值也必须乘上该数。
： Δ “＋”
将一个热化学方程式颠倒时， Ｈ 的“ ”“ ”随之改 和 所以吸热反应的反应热大于放热反
② Δ ＋ － “－”，
变，但绝对值不变。 应的反应热
。
热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也 2.同一反应，反应物(或生成物)状态不同，常
③
必须相加减。 用的比较方法有 运用盖斯定律直接计算
：① ，
例1 （ 广东， 节选）我国力争于 有时还需结合物质的聚集状态比较 Ｈ 的大
２０２１ １９ ２０３０ Δ
年前做到碳达峰， 年前实现碳中和。 小 利用能量图进行比较 如
２０６０ ＣＨ４ ；② 。 ：
（ ） （ ） （ ） Ｈ
①Ｃ ｓ ＋Ｏ２ ｇ ＣＯ２ ｇ Δ １
（ ） １ （ ） （ ） Ｈ
Ｃ ｓ ＋ Ｏ２ ｇ ＣＯ ｇ Δ ２
２
（ ） （ ） （ ） Ｈ
②Ｓ ｓ ＋Ｏ２ ｇ ＳＯ２ ｇ Δ ３
（ ） （ ） （ ） Ｈ
Ｓ ｇ ＋Ｏ２ ｇ ＳＯ２ ｇ Δ ４
Ｈ （ ） １ （ ） （ ） Ｈ
ａ．２Ｈ２（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）２Ｈ２Ｏ（ｇ） Δ １ ③Ｈ２ ｇ ＋ Ｏ２ ｇ Ｈ２Ｏ ｌ Δ ５
Ｈ ２
ｂ．２Ｈ２（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）２Ｈ２Ｏ（ｌ） Δ ２ （ ） （ ） （ ） Ｈ
方法一 可得 ２Ｈ２ ｇ ＋Ｏ２ ｇ ２Ｈ２Ｏ ｌ Δ ６
：ａ－ｂ， ２Ｈ２Ｏ（ｌ）２Ｈ２Ｏ（ｇ） （ ） （ ） （ ） Ｈ
Ｈ Ｈ Ｈ 则 Ｈ Ｈ ④ＣａＣＯ３ ｓ ＣａＯ ｓ ＋ＣＯ２ ｇ Δ ７
Δ ＝Δ １ －Δ ２＞０， Δ １＞Δ ２。 （ ） （ ） （ ） （ ） Ｈ
方法二 在图像上可以看出放出或吸收热量 ＣａＯ ｓ ＋Ｈ２Ｏ ｌ Ｃａ ＯＨ ２ ｓ Δ ８
：
的多少 若是放热反应 放出热量越多 Ｈ 越 Ａ．① Ｂ．④ Ｃ．②③④ Ｄ．①②③
， ， ，Δ 解题导引 相同条件下，同种物质不同状态时
小 若是吸热反应 吸收热量越多 Ｈ 越大
； ， ，Δ 。 的能量：固态 液态 气态。
上述反应 均为放热反应 从图中可看出 ＜ ＜
ａ、ｂ ， ｂ 解析 中两个反应都为放热反应，前者为
放出热量更多 故 Ｈ Ｈ ①
， Δ ２＜Δ １。 完全燃烧，放出的热量更多，则 Ｈ Ｈ 。
3.两个有联系的不同反应，常利用已知的知识 Δ １ ＜Δ ２
中两个反应都为放热反应，固态 的能量低
进行比较。如 ② Ｓ
： 于气态 ，则前者放出的热量较少， Ｈ Ｈ 。
Ｈ Ｓ Δ ３＞Δ ４
①Ｃ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ）ＣＯ２（ｇ） Δ １＜０ 中两个反应都是放热反应，前者的化学计量
③
１ Ｈ 数较小，则前者放出的热量较少， Ｈ Ｈ 。
②Ｃ（ｓ）＋
２
Ｏ２（ｇ）ＣＯ（ｇ） Δ ２＜０
Δ ５＞Δ ６
中前者为吸热反应， Ｈ ，后者为放热反
反应 为 的完全燃烧 反应 为 的不完
① Ｃ ， ② Ｃ
④ Δ ７＞０
应， Ｈ ，则 Ｈ Ｈ 。 根据分析可知， Ｈ
全燃烧 ，｜Δ Ｈ １｜＞｜Δ Ｈ ２｜， 所以 Δ Ｈ １＜Δ Ｈ ２。 Δ ８＜０ Δ ７＞Δ ８ Δ
例2 下列各组热化学方程式中，化学反应的 前者大于后者的是
②③④
。
答案
Ｈ 前者大于后者的是 （ ） Ｃ
Δ
专
题
九
化
学
反
应
的
【学术探索情境】 铁基超导体 铁基超导体在低温时具有超导现象，且以铁作为超导的主体。 其具有极高的上 热
效
临界磁场、较小的各向异性、简单的制备工艺等优点，在高场超导磁体、核磁共振谱仪、可控核聚变装置、高能 应
粒子加速器等领域具有重要的应用前景。 ２６５
应用篇
应用 反应历程与能量图像分析
物质反应历程与能量图像常见类型有以下
三种
：
1.曲线图式
将微观 抽象的化学变化体现为可视的示意
、
2.循环图式
图 分析活化能与反应历程的关系 考查化学
， ，
将总反应的反应历程设计成物质转化循环
反应能量变化的基础知识及信息整合应用能
图 标明各步的反应物和生成物 考查化学键
力 图例如下 ， ，
。 ：
的变化 能量转化形式 热化学方程式书写
、 、 、
催化剂的判断等相关考点 图例如下 反应 的中间体比反应 的中间体稳定
。 ： Ｃ． Ⅲ Ⅳ
各步反应都有共价键的断裂和形成
Ｄ．
解题导引 观察能量变化图，看各步骤中反应
是吸热，还是放热；通过反应历程得出各步反
应的断键、成键情况。
解析 从能量变化图知，反应 是吸热反应，
Ⅰ
即 Ｈ ，高温有利于提高反应 的反应速率
Δ ＞０ Ⅰ
3.能垒图式 和转化率， 项正确；反应 活化能最大，反应
Ａ Ⅰ
将化学反应历程中各基元反应的始态 终态 过
速率最慢，是决速步骤， 项错误；反应 的中
Ｂ Ⅲ
、 、
渡态设计成势能图 考查催化剂对活化能的影
间体比反应 的能量高，能量越高越不稳定，
Ⅳ Ｃ
，
响 能垒与反应速率快慢的关系 化学键的变
项错误；从能量变化图知，反应 只有共价键
Ⅰ
、 、
断裂，没有共价键形成， 项错误。
化 热化学方程式书写等相关考点 图例如下
Ｄ
、 。 ：
答案
Ａ
方法总结曲线图题的难度一般不大，通过始态与终态
的能量高低可以判断反应是吸热还是放热，活化能最
大的那一步是决速步。
例1 （ 届重庆南开中学 月测试， ）卤代
２０２３ ７ １０
烃可以和乙醇反应生成醚，反应历程可表示如图：
能量变化如图所示，
5
年
高
考
3
年 下列说法正确的是 （ ）
模
拟 高温条件下有利于反应 的进行
Ａ． Ⅰ
A 反应 是决速步骤
版 Ｂ． Ⅱ
高
考 【学术探索情境】 新型生物燃料电池 生物燃料电池利用酶或者微生物衍生物作为催化剂，并基于此将化学能
化
学 转化为电能。 其具有原料来源广泛、对环境友好等优点。 目前，已开发的生物燃料电池包括新型酶基燃料电
２６６ 池、新型合成氨生物燃料电池等。
例2 （ 重 庆 三 调， ） 香 草 醛
２０２２ １１
（
Ｈ Ｏ
）高效加氢脱氧合成 甲基愈创
４－
ＯＣＨ３
ＯＨ
木酚（
ＣＨ３
）是研究木质素转化成高附加
ＯＣＨ３
ＯＨ
值生物质柴油的重要模型反应，其反应历程如
下图所示。 下列说法错误的是 （ ）
Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ
Ａ．Δ １ ＝Δ ２ ＋Δ ３ ＋Δ ４
在 催 化 剂 作 用 下 可 能 发 生 反 应：
Ｂ．
专
题
九
化
学
反
应
的
【学术探索情境】 自散纳米陶瓷颗粒强化玻璃 通过高温熔融的方法，使碳化硅纳米颗粒在玻璃熔体中自散， 热
效
并获得稳定的均匀分布。 自散型纳米颗粒强化理论将为玻璃陶瓷的制备提供新的思路，很可能解决陶瓷材料 应
的脆性问题，改变脆性材料的灾难性断裂过程。 ２６７
ＯＨ
催化剂
＋Ｈ２ →
ＯＣＨ３
ＯＨ
ＣＨ３
＋Ｈ２Ｏ
ＯＣＨ３
ＯＨ
甲醇是反应的中间产物
Ｃ．
该过程中有非极性键和极性键的断裂以及
Ｄ．
极性键的形成
解题导引 从香草醛生成 甲基愈创木酚有两
４－
种途径，可知 Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ 。 注意催化
Δ １ ＝Δ ２ ＋Δ ３ ＋Δ ４
剂与中间产物的判断技巧。
解析 由图知反应 ，根据盖斯
②＋③＋④＝①
定律， Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ ， 项正确；由反应
Δ １ ＝Δ ２ ＋Δ ３ ＋Δ ４ Ａ
可知，在催化剂作用下可能发生反应：
③④
ＯＨ
催化剂
＋Ｈ２ →
ＯＣＨ３
ＯＨ
ＣＨ３
项
＋Ｈ２Ｏ，Ｂ
ＯＣＨ３
ＯＨ
正确 参与了反应 又在反应 中生
；ＣＨ３ＯＨ ③， ④
成 则 是反应的催化剂 项错误 反
， ＣＨ３ＯＨ ，Ｃ ；
应 中有极性键的断裂和生成 反应
②③④ ， ②④
中还有非极性键 的断裂 项正确
（Ｈ—Ｈ） ，Ｄ 。
答案
Ｃ
方法总结分析循环图题时，重点在于判断各物质的类
型。 一般来说，通过一个箭头进入循环的是反应物；通
过一个箭头离开循环的是生成物；先参加反应，又在后
续反应中生成的是催化剂；先生成后又消耗掉的是中
间产物。
二氧化硫。 下列说法正确的是 （ ）
每活化一个氧分子吸收 的能量
Ａ． ０．２９ ｅＶ
水可使氧分子活化反应的活化能降低
Ｂ．
０．４２ ｅＶ
氧分子的活化是 — 键的断裂与 — 键
Ｃ． Ｏ Ｏ Ｃ Ｏ
的形成过程
炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化
Ｄ．
硫的催化剂
解析 由题图可知，每活化一个氧分子放出
的能量， 错误。 题图中在无水情况
０．２９ ｅＶ Ａ
下，氧分子活化反应的活化能为 ；在有
０．７５ ｅＶ
水情况下， 氧分子活化反应的活化能为
，两者之间的差为 ， 错误。 从
０．５７ ｅＶ ０．１８ ｅＶ Ｂ
题图中小球的变化来看，起始两个氧原子相
连，最终两个氧原子分开，且氧原子与碳原子
相连，即经历了 — 键的断裂和 — 键的
Ｏ Ｏ Ｃ Ｏ
形成过程， 正确。 炭黑与氧气生成活化氧，
Ｃ
活化氧与二氧化硫反应会转化为三氧化硫和
炭黑，故炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三
氧化硫的催化剂， 正确。
Ｄ
答案
ＣＤ
方法总结能垒图题中，“爬坡”即为能垒，最大能垒
（即最高的那个“坡”）对应的步骤为决速步。 此类题
目可能还会考查化学键的断裂与形成过程，需仔细观
例3 （ 海南单科， ， 分）（双选）炭黑
察图中每一步的变化。 另外需注意：本题中能量的单
２０１８ １２ ４
是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化 位是 ，是指一个分子参与反应时能量变化的数值，
ｅＶ
氧分子，生成活化氧。 活化过程的能量变化模 如果要计算焓变，需乘以Ｎ 。
Ａ
拟计算结果如图所示。 活化氧可以快速氧化
