化学反应中的热（七大题型）解析版-2024-2025学年高一化学（苏教版必修第二册）

专题02化学反应中的热

题型梳理

♦题型01放热反应和吸热反应的判断

♦题型02热化学方程式的书写

♦题型03利用热化学方程式进行能量变化的计算

♦题型04反应过程能量变化曲线图的分析

♦题型05利用键能估算化学反应中的能量变化

♦题型06燃料的热值问题

♦题型07燃料与环境保护

举一反三

♦题型01放热反应和吸热反应的判断

知识积累

1.放热反应与吸热反应的比较:

放热反应吸热反应

定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应

形成反应物具有的总能量大于生成物具有的总反应物具有的总能量小于生成物具有的总

原因能量能量

与化学键生成物分子成键时释放的总能量大于反应生成物分子成键时释放的总能量小于反应

强弱的关系物分子断键时吸收的总能量物分子断键时吸收的总能量

反应十台匕身霜［能量

物的迷邕........

一能

总能

时

反应吸

总

量

应

热

成

量

反

的

过程量

的

生

物

物

能

总

能

图示总

一

量

反^

量

程

2.常见的放热反应和吸热反应

活泼金属与水或酸的反应，如2Na+2H2。

=2NaOH+H2f

酸碱中和反应，如NaOH+HCl=NaCI+H9

燃烧反应，如C+O?型CO?

多数化合反应，如CaO+H2O=Ca(OH)2

多数分解反应，如CaCO；：

CaO+CO2t

Ba(OH)2-8H2O+2NH4CL

BaC12+10H2d+2NH3f

高温

常见三个CHOCOH

特殊反应+2=+2

c+co.=2CO

3.放热反应和吸热反应的判断方法

（1）根据反应物和生成物的总能量大小判断。反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反

之为吸热反应。

（2）根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断。

破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。

（3）根据经验规律判断。用常见吸热和放热的反应类型来判断。

【典例1】将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应

剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知（）

A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B.该反应中，热能转化为化学能

C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应

D.该反应的离子方程式为：CO；+2H+=CC»2T+H2O

【答案】B

【解析】

A.醋酸逐渐凝固，温度下降，可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，故A错误；

B.热能转化为化学能储存在新物质中，故B正确；

C.醋酸与NH4HCO3未接触，未发生反应，故C错误；

D.HCO3不能拆，故D错误；

故答案为B。

【典例2】下列民俗、诗句、谚语等包含吸热反应的是（）

A.民间焰火之最——确山打铁花

B.千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲

C.只要功夫深，铁杵磨成针

D.冰，水为之，而寒于水

【答案】B

【解析】A.民间焰火之最——确山打铁花，是高能状态转变为低能状态，是放热过程，故A不符合题意；

B.“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”，是吸热反应，故B符合题意；C.“只要功夫深，铁杵磨成针”，是物

理变化，故C不符合题意；D.“冰，水为之，而寒于水”，水到冰是放热过程，故D不符合题意。

【变式1-1】下列反应中热量变化与图一致的是

八能量

......「生成物

反应物

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

A.天然气的燃烧能量生成物

B.锌与稀硫酸反应

C.NaOH溶液和HNO3溶液反应反应物

D.Ba（OHL8H2O晶体和NHQ晶体反应

【答案】D

【解析】由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，结合常见的吸热反应有：绝大数分解

反应、个别的化合反应（如C和CO2）、碳或氢气作还原剂的氧化还原反应、某些复分解（如镂盐和强碱）等

来解答。

由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，

A.天然气的燃烧，属于放热反应，故A错误；

B.锌与稀硫酸反应，为放热反应，故B错误；

C.NaOH溶液和HNO3溶液反应，为中和反应，属于放热反应，故C错误；

D.NH4cl晶体和Ba（OH『8H2O晶体反应，为吸热反应，故D正确；

故选：D。

【变式1-2]A+B=C+D是化学反应，已知该反应为放热反应，对该反应的说法正确的是

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.反应物A与B的总能量一定低于生成物C与D的总能量

D.反应物A与B的总能量一定高于生成物C与D的总能量

【答案】D

【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量的反应是放热反应。已知该反应是放热反应，则反应物A和

B的总能量大于产物C和D的总能量。

答案选D。

【变式1-3]已知反应A+BUC+D为放热反应，对于该反应，下列说法中正确的是

A.ImolA和ImolB的总能量高于ImolC和ImolD的总能量

B.B的能量一定高于D

C.因为该反应为放热反应，故不加热反应就可以发生

D.A的能量一定高于C

【答案】A

【解析】A.放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故A正确；

B.放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B和D只是反应物和产物中的一部分，故B错误；

C.放热反应与反应条件无关，有的放热反应需要加热，故C错误；

D.放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，A和C只是反应物和产物中的一部分，故D错误。

故选Ao

【变式1-4】小茗同学所在的化学兴趣小组为了探究化学反应的热效应，进行了如下实验：

（1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内

红墨水的液面高度如图所示。

图1图2

①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是（填“放热”或“吸热”）反应，X可以是（填

化学式，只填一种即可）。

②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量

变化相同的是（填字母）-

A.CO还原CuO的反应B.CaCCh的分解反应C.A1和FezCh的反应

（2）如图3所示，把试管放入盛有25。（2饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mL

NaOH溶液。试回答下列问题：

实验中观察到的现象是：大试管中铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、烧杯中澄清的石灰水变浑浊，其中“石

灰水变浑浊”的主要原因是o

【答案】（1）①放热CaO②吸热AB（2）铝片与NaOH溶液反应放热，烧杯内溶液温度升高，

Ca（OH）2溶解度降低，析出晶体

【解析】（1）①将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里（假设没有气体生成），立即塞紧带U形管的塞子，发

现U形管内红墨水的液面高度若如图1所示，U形管左侧液面降低，右侧液面升高，说明锥形瓶内气体膨

胀，温度升高，发生的反应是放热反应，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应放热，所以X可以是CaO；②

将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里(假设没有气体生成)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨

水的液面高度若如图2所示，U形管左侧液面升高，右侧液面下降，说明锥形瓶内气体收缩，温度降低，

发生的反应是吸热反应；A项，CO还原CuO生成二氧化碳和铜，该反应是吸热反应，符合题意；B项，

CaCC>3的分解生成氧化钙和二氧化碳，分解反应吸热，符合题意；C项，A1和FezCh的反应生成氧化铝和

铁，铝热反应放热，不符合题意；选AB；(2)氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，铝片和氢氧化钠反

应生成偏铝酸钠和氢气，反应放热，烧杯内溶液温度升高，氢氧化钙溶解度减小，有氢氧化钙析出，所以

烧杯中澄清的石灰水变浑浊。

♦题型02热化学方程式的书写

知识积累

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。

例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)-571.6kJ-moL,表示2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时

放出571.6kJ的热量。

3.书写要求

(1)注明反应的调度和压强(25。。、101kPa下进行的反应可不注明)。

(2)注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(1)、水溶液(aq)、气态(g)。

(3)各物质的化学计量数只表示物质的物质的量,而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以

写成分数。

(4)不用标注寸”“1”。

(5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于AH与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学

计量数必须与AH相对应，如果化学计量数加倍，则S也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正

反应的反应热的数值相等,符号相反。

4.“五看”法判断热化学方程式的正误

一看方程式是否配平；二看各物质的聚集状态是否正确；三看AH的“+”“一”符号是否正确；四看反应热

的单位是否为“kJmoL"；五看反应热的数值与化学计量数是否对应。

【典例3】用0.5molCu(s)与适量反应，生成CuO(s),放出78.5kJ的热量，该反应的热化学方程式表

达正确的是

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.没有标出反应物和生成物的聚集状态，A错误；

B.该反应为放热反应，AHV0,B错误；

C.反应热与反应物、生成物的物质的量成正比，2moicu(s)参加反应，AH=-(78.5x4)kJ/mol=-

314.0kJ/moLC错误；

D.反应物、生成物的状态都已标出，2moicu(s)参加反应，AH=-(78.5x4)kJ/mol=-314.0kJ/mol,D正确;

故选D。

【点睛】书写热化学方程式要注意：物质的聚集状态必须标出；“加热”“点燃”等反应条件不写；AH与反应

物、生成物的物质的量成正比，“+”“一”要标对，单位为“kJ/mol，或“kJ-moH”。

【典例4】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)1molN2(g)与适量H2(g)起反应，生成NH3®,放出92.2kJ热量__________。

(2)卫星发射时可用肿(N2HD作燃料，ImolN2H4(1)在02(g)中燃烧，生成N2(g)和H2。。)，放出622kJ热

量__________0

(3)1molCu(s)与适量起反应，生成CuO(s),放出157kJ热量__________=

(4)1molC(s)与适量印0值)起反应，生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量__________。

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

热量__________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®与适量H2(g)反应，生成NH3(g),放出92.2kJ热量，放热为负值，所以该反应热化

学方程式为N2(g)+3H2®=2N%(g)AH=-92.2kJ/mol,故答案为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.2kJ/mol；

(2)ImolN2H4(1)在02(g)中燃烧，生成N2(g)和H2。。)，放出622kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学

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

AH=-622kJ/mol；

(3)ImolCu(s)与适量02(g)反应，生成CuO(s),放出157kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式

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

(4)ImolC(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2(g),吸收13L3kJ热量，吸热为正值，所以该反应热

化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+131.3kJ/mol,故答案为：C(s)+H2(Xg)=CC)(g)+H2(g)

AH=+131.3kJ/mol；

(5)ImolC8Hl8(1)在。2值)中燃烧，生成CC)2(g)和H2。。)，放出5518kJ热量，放热为负值，所以该反应热化

2525

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

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

【变式2-1】OSmolCH’完全燃烧生成CO?和液态H。时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式正确的是

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完全燃烧生成CO?和液态HzO时，放出445kJ热量，则ImolCE在氧气中燃烧生成CO?

和液态水，放出890kJ热量；2moicR在氧气中燃烧生成CO?和液态水，放出1780kJ热量；放热反应的△!!

为负值，则热化学方程式为2cH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4HQ(l)AH=-HSOkJ.mor1；故选A。

【变式2-2】汽车发动机工作时，会引发N?和反应生成NO,其能量变化如图所示。下列表示图中对应

反应的热化学方程式书写正确的是

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】根据能量变化图计算反应热，反应热=吸收的总能量-放出的总能量，再根据热化学方程式的书写

规则书写。

根据题意写出对应的方程式：N2(g)+C)2®=2NO(g)△由吸收的总能量-放出的总能量

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

计算错误；B项的反应热计算错误，且物质的状态没有标；C项中△”应为正值；故选D。

【变式2-3］研究化学反应中的能量变化有重要意义，请回答下列问题。

(1)Cb和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HC1和CO2，当有1molCb参与反应时释放出145kJ热量，写出

该反应的热化学方程式：=

(2)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煨烧，所得

物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2AbC)3(s)+3TiC⑸AH=-1176kJ-moH,则反应过程中，每

转移1mol电子放出的热量为kJ。

(3)已知25。(2、101匹2时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量，则该条件下反应

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)通过灼热的炭层，生成HC1和CO2，当有1molCb参与反应时释放出145kJ热

量，若有2molCb参与反应时释放出290kJ热量，则反应的热化学方程式为：2CE(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)

1

+CO2(g)AH=-290kJmol；

(2)反应4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2A12C)3(s)+3TiC(s)中转移电子数为12电子：

1

4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)AH=-1176kJmol,则反应过程中，每转移1mol电子放出的

1176kJ

热量为=98kJ；

(3)已知25。(2、101kPa时，1g甲烷不完全燃烧生成CO和液态水时放出37.96kJ热量，则2moic印不完

全燃烧生成CO和液态水时放出1214.72kJ热量，故该条件下反应2cH4(g)+302值)=289)+4丛0(1)的4H=-

1214.72kJ-moH。

♦题型03利用热化学方程式进行能量变化的计算

【典例5】火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煨烧,

所得物质可作耐高温材料，4A1(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2A12O3(s)+3TiC(s)AH=-1176kJ-mor1，则反

应过程中，每转移Imol电子时放出的热量为o

【答案】98kJ

【解析】由方程式可知，反应中铝化合价升高为还原剂，碳化合价降低为氧化剂，每4moiA1反应转移电子

12moi放热1176kJ,则转移Imol电子放热1176kJ+12=98kJ。

【变式3-11lgH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式正确的是

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燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，则Imol氢气放出285.8KJ热量,2mol氢气放出571.6KJ

热量，由此可知选D。

【变式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的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成8.8gCO2,则原混合气体中H2和CO的物

质的量之比为

A.2：1B.1：2C.1：1D.2：3

【答案】C

【解析】由8.8gCC)2,可得原CO为0.2moL反应中放热为56.58kJ,其余的热量113.74kJ-56.58kJ=57.16kJ

是H2燃烧放出的，由此可根据反应2H2(g)+O2®=2H2。(1)411=-571.6口皿01-1求出也也是0.2mol；

答案选C。

【变式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写出煤气化(碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氨气)的热化学方程式。

②计算10m，(标准状况下)水煤气完全燃烧放出的热量为kJ(结果保留小数点后一位)。

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

【解析】①煤气化(碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气气)

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?(标准状况下)水煤气中有5m3的一氧化碳和5m3的氢气，它们的物质的量都为

三粤mol=223.21mol,根据燃烧热化学方程式可知，混合物完全燃烧放出的热量为

22.4

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

【变式3-4］依据事实书写热化学方程式。

(1)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式

为。

(2)已知2.0g燃料胧(N2H。气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示月井燃烧的热化学方

程式为O

(3)CuCl(s)与02反应生成CuCb(s)和一种黑色固体。在25℃>101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)放

热44.4kJ,该反应的热化学方程式是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

♦题型04反应过程能量变化曲线图的分析

占燃

【典例6】反应H2+CI2旦2HC1的总能量变化如图所示。下列说法正确的是

总能量

©©

反应过程

A.过程1释放能量B.过程2吸收能量

C.该反应是放热反应D.过程1的能量变化大于过程2

【答案】C

【解析】A项，根据图示，过程1断键，吸收能量，错误；B项，根据图示，过程2成键，释放能量，错

误；C项，根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应是放热反应，正确；D项，根据图示，过

程1吸收的能量小于过程2释放的能量，过程1的能量变化小于过程2,错误。

【典例7］习近平总书记在2023年新年贺词中点赞中国航天新成就一神舟十三号、十四号、十五号接力腾

飞，中国空间站全面建成。长征运载火箭采用液氢、液氧等无毒无污推进剂。分解水获得氢气的能量变化

如图所示，下列说法正确的是

f能量

-------"生成物

反应物-------

反应进瘟

A.断开H-0键放出能量B.形成H-H键吸收能量

C.该反应为吸热反应D.反应物总能量大于生成物总能量

【答案】C

【解析】A.断开化学键需要吸收能量，A错误；

B.形成H-H键放出能量，B错误；

C.由图可知，分解水的过程中反应物的能量低于生成物，说明该过程是吸热反应，C正确；

D.反应物总能量小于生成物总能量，D错误；

故选C。

【变式4-1】自然界中臭氧形成反应3O2（g）=2O3（g）的能量变化如如图所示。下列说法中错误的是

能量

A.2。3=3。2为放热反应B.氧气比臭氧稳定

C.反应物的能量低于生成物D.反应热为当一Ei

【答案】D

【解析】A项，根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，302=203为吸热反应，203=302为放热反

应，正确；B项，氧气的能量比臭氧低，所以氧气比臭氧稳定，正确；C项，根据图示，反应物的能量低于

生成物，正确；D项，由图像可知反应热为民一©，错误。

【变式4-2】航天飞船可用股(N2H4)做动力源，己知液态阴与液态H2O2反应时放出大量的热量，下列说法

错误的是

反应过程

A.Imol朋＜N2HQ分子中含有4moiN-H键

B.该反应中的热量变化如图所示

C.该反应的反应物总键能小于生成物总键能

D.该反应的化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g),其产物对环境无污染

【答案】B

【解析】A.朋结构式为1个肺分子中含有4个N-H键，则1mol肿中含有4moiN-H键，故A

正确；

B.如果反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，否则为吸热反应，液态月井和液态过氧化氢

反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，图中为吸热反应，不符合，故B错误；

C.液态肌和液态过氧化氢反应时放出大量热量，则该反应为放热反应，断键吸收能量、成键放出能量，该

反应为放热反应，则反应的反应物总键能小于生成物总键能，故c正确；

D.氮气和水都无毒，所以其产物无污染，故D正确；

故答案为B。

【变式4-3］已知反应NO2（g）+CO（g）=NO（g）+CO2（g）的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A.图中A—B为放热过程

B.该反应为吸热反应

C.断裂1molNO2和1molCO的化学键吸收的能量总和小于形成1molNO和1molCO2的化学键所释放

的能量的总和

D.1molNC）2（g）和1molCO（g）的总能量低于1molNO（g）和1molCC）2（g）的总能量

【答案】C

【解析】A项，图中A-B的过程，能量升高，为吸热过程，错误；B项，生成物总能量小于反应物总能量,

该反应为放热反应，错误；C项，该反应为放热反应，则断裂1molNO2和1molCO的化学键吸收的能量

总和小于形成1molNO和1molCO2的化学键所释放的能量的总和，正确；D项，该反应为放热反应，反

应物的总能量大于生成物的总能量，则1molNC）2（g）和ImolCO（g）的总能量高于1molNO（g）和1molCO2（g）

的总能量，错误。

♦题型05利用健能估算化学反应中的能量变化

知识积累

1.化学键与能量变化的关系

化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量,

反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。

吸收能量E.

反

牛.若玛〉&,吸热反应

应小化学键断裂

物成

新化学键形成物若与<心，放热反应

放出能量E,

2.计算公式

用。（吸）表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，。（放）表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。

公式：AQ=0（吸）一0（放）

利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化：

公Q<0,为放热反应

△0=。(吸)一。(放)

A0>O,为吸热反应

3.实例（以H2+C12=2HC1为例）:

（1）图示分析：

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)计算分析:

反应中能量变化

化学键

1molA—B化学键反应中能量变化

H—H吸收436kJ

共吸收679kJ

Cl—C1吸收243kJ

H—C1放出431kJ共放出862kJ

结论679kJ-862kJ=-183kJ,即反应放出183kJ热量

【点拨】反应热与化学键键能的关系

(1)键能：

标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为

kJmol-'o

(2)反应热与化学键键能的关系:

反应热0=反应物的键能之和一生成物的键能之和,0<0,反应放热,Q>0,反应吸热。以反应H2+C12=2HC1

为例：H—H键、Cl—C1键和H—C1键的键能分别为436kJ-moL、243kPmoL、431kJ-moL,则反应热

0=(436kJ-moL+243kJ-molT)—2x431kJ-molT=-183kJmor^O,反应放热。

【典例8】在25℃和101kPa条件下，断开lmolH2(g)中的化学键要吸收436kJ的能量，断开1molCl2(g)

中的化学键要吸收243kJ的能量，形成2moiHCl(g)中的化学键要释放862kJ的能量。下列说法不正确

的是

।生晟物

A.Cl(g)形成Cb(g)的过程会释放能量

B.等质量的HC1(1)具有的能量高于HCl(g)具有的能量

c.H2(g)+Cb(g)=2HCl(g)的能量关系可用如图表示

D.在H?和Cb的反应过程中，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量

【答案】B

【解析】A.Cl(g)形成Cb(g)的过程是成键过程，会释放能量，A项正确；

B.HC1(1)转化成HCl(g),由液态变成气态，需要吸热，因此等质量的HC1(1)具有的能量要低于HCl(g)

具有的能量，B项错误；

C.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),AH=(436+243-862)kJ/mol=-l83kJ/mol,是放热反应，能量关系可用如图表示,

C项正确；

D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),AH=(436+243-862)kJ/mol=-183kJ/mol,是放热反应，断开化学键吸收的总能量

小于形成化学键释放的总能量，D项正确；

答案选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键的键能(kJmo广。分别为436、496和462,则a为

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,根据盖斯定律①x2-②得，2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)A//=(260-a)kJmor,断裂旧键

需要吸热，形成新键需要放热，根据吸热为正，放热为负，可得+462x4-436x2-496=(260-2a),

a=—220,故B正确；

故选Bo

【变式5-1】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主

要过程如图所示。

cMo--oo••oo0氢原子

亮.『”。了8

m•氧原子

已知：几种物质中化学键的键能如下表所示:

HO中。2中也中H2O2中氏。2中

化学键2

H—O0=0H—H0—00—H

键能/(kJ-moL)463496436138463

若反应过程中分解了21noi水，则下列说法不正确的是()

A.总反应为2H2。襦？2H2f+O2TB.过程I吸收了926kJ能量

c.过程n放出了574kJ能量D.过程ni属于放热反应

【答案】D

【解析】由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，实现了光能向化学能的转化，反应的化学方程式为

2H2。濯/2H2f+C>2T，故A正确；过程I为2mol也0分子变成2moi氢原子和2moi羟基的过程，吸收

的能量为463kJ-moLx2mol=926kJ,故B正确；过程U为

2mol氢原子和2mol羟基生成1mol氢气和1mol过氧化氢，放出的能量为436kJ+138kJ=574kJ,故C

正确；过程1H为1mol过氧化氢生成1mol氧气和1mol氢气，吸收的能量为463kJx2+138kJ=l064kJ,

放出的能量为496kJ+436kJ=932kJ,吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，故D错误。

【变式5-2］化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能

量不同引起的，如图为N2(g)和02(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化。则下列说法正确的是

Nz(g)和C>2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化

A.形成1个NO分子会放出632kJ的热量

B.常温下，用他)和混合就能直接生成NO(g)

C.ImolNKg)和lmolC)2(g)反应吸收的能量为180kJ

D.ImolN2(g)和ImolC)2(g)具有的总能量大于2moiNO(g)具有的总能量

【答案】C

【解析】A.没有说清是由氮原子和氧原子形成一氧化氮分子，A错误；

B.常温下，氮气和氧气混合不反应，B错误；

C.Imol、®和lmolO2(g)反应吸收的能量为946+498-2x632=180kJ,C正确；

D.该反应为吸热反应，故lmolN2(g)和lmolO2(g)具有的总能量小于2moiNO(g)具有的总能量，D错误；

故选C。

【变式5-3］研究表明，在一定条件下，气态HCN与CNH两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下

列说法正确的是

体Ob

系

能

量

Oc

ON

OH

反应讲程

A.CNH(g)比HCN(g)更稳定

B.HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热

C.断开1molHCN(g)中所有的化学键需要放出127.2kJ的热量

D.1molHCN(g)转化为ImolCNH(g)需要吸收59.3kJ的热量

【答案】D

【解析】A项，物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知等物质的量的HCN比CNH含

有的能量更低，因此HCN比CNH更稳定，错误;B项，由图示可知HCN比CNH能量低，则HCN(g)-CNH(g)

时会吸收能量，反应为吸热反应，但反应条件不一定需要在加热条件下进行，错误；C项，根据图示可知

1molHCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂

化学键需吸收能量，因此1molHCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5kJ,错误；D项,

根据图示可知1molHCN(g)转化为1molCNH(g)需要吸收的能量为186.5kJ-127.2kJ=59.3kJ,正确。

【变式5-4］脱(N2HJ又称联氨，在航空航天方面应用广泛，可用作火箭燃料。已知N-H键、0=0键键

能分另1为3911<1711017、4971<17110尸，N2HKg)与。2值)反应的能量变化如图所示：

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键的键能为kJ.mor«

(2)一定条件下，NzH^g)与0?(g)反应的热化学方程式为：o

【答案】(1)157

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

【解析】(1)从键能角度，反应物断键吸收能量2752AJ-(-534)制=2218kJ,则假设N-