化学反应中的热（七大题型）原卷版-2024-2025学年高一化学同步训练（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

反应台匕兽霜［能量

物的t但隹.......

一-

nA匕

反应匕H1*

n量

总昌能吸收/t

过程量量热量\/1

生j反应y

物物的^~/....，•・…

匕

图示总隼能^赢就

值

匕

反

量

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+2HzO

=2NaOH+H2f

酸碱中和反应，如NaOH+HCl=NaCl+&。

燃烧反应，如C+O?望CO?

多数化合反应，iDCaO+H:O=Ca(OH)2

多数分解反应，如CaCCh理CaO+CCht

Ba(OH)2-8H2O+2NH4Cl=

BaCl2+10H2d+2NH3t

常见三个

C+HO=CO+H

特殊反应22

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：CO3+2H+=CO2t+H2O

【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

【变式1-11下列反应中热量变化与图一致的是

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(OH『8H2。晶体和NHQ晶体反应

【变式1-21A+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

【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

【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.CaCC>3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。

♦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。

1

例如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-mob,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)注明反应的温度和压强(25。(2、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“广”广。

(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A”相对应，如果化学计量数加倍，则也要加倍。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A77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O?(g)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.2Cu⑸+C)2(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

【典例4】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)1molN2(g)与适量比@起反应，生成NH3(g),放出92.2kJ热量__________»

(2)卫星发射时可用期(N2H4)作燃料，ImolN2H4(1)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H?。。)，放出622kJ热

量__________O

(3)1molCu(s)与适量O2(g)起反应，生成CuO(s),放出157kJ热量__________。

(4)1molC(s)与适量H2O(g)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)，1molC8Hl8(1)在C)2(g)中燃烧,生成CCh(g)和H2O(1),放出5518kJ

热量__________。

【变式2-1】0.5molCH4完全燃烧生成CO?和液态时，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=-1780kJ-mor'

B.CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H,O(1)AH=+890kJ

C.|CH4(g)+O2(g)=1C02(g)+H2O(g)AH=-445kJ

1

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

【变式2-2】汽车发动机工作时，会引发N?和O?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

A.N2(g)+O2(g)=2NO(g)A/7=812kJ-mor'

B.N2+O2=2NOA〃=-812kJ-mo『

1

C.N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH^lSOkJ-mol-

D.N2(g)+O2(g)=2NO(g)A//=180kJmor'

【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H21D(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

1

物质可作耐高温材料：4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)AH=-1176kJ-mol,则反应过程中，每

转移1mol电子放出的热量为kJo

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

2cH4(g)+3C)2(g)=2CO(g)+4H2O(l)的=kJmol1=

♦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，4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s)A77=-1176kJ-mo「，则反

应过程中，每转移Imol电子时放出的热量为0

【变式3-1］坨氏燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式正确的是

1

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

1

B.H2(g)+O2(g)=H2O(l)AH=-142.9kJ-moI-

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

1

D.2H2(g)+02(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-mol

【变式3-2】已知：2H2(g)+C)2(g尸2H2O(1)AH=-57L6kJmoH,2co(g)+C)2(g尸2CO2(g)AH=-565.8kJ-moH。

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成8.8gCC>2,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

【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10m3(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)。

【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o

(2)已知2.0g燃料月井(N2H4)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。2反应生成CuCbG)和一种黑色固体。在25。或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

♦题型04反应过程能量变化曲线图的分析

占燃

【典例6】反应Hz+Cb^ZHCl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

【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

能量

反应进程

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

【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

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.反应热为当一团

【变式4-2】航天飞船可用游(N2H。做动力源，已知液态期与液态H2O2反应时放出大量的热量，下列说法

错误的是

A.Imol朋2HQ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

【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

p

A.图中A—B为放热过程

B.该反应为吸热反应

C.断裂1molNO,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

♦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£1,

反若"〉&,吸热反应

应

物若&＜心，放热反应

放出能量E?

2.计算公式

用0（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）—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：

△0=0（吸）_。（放）/A。＜°'为放热反应

,团见以取为吸热反应

3.实例（以H2+C12=2HC1为例）：

（1）图示分析：

U吸收436kJ-moir,

H—H----＞ri।H

C1-C1吸收243艺。「Cl+C1

放出［|放出436kJ-moL

H—ClH—Cl

(2)计算分析:

反应中能量变化

化学键

1molA一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,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、243k/moL、431kJ-moL,则反应热

0=(436kJmolT+243kJmol-1)—2x431kJ,molT=-183kJmol^^O,反应放热。

【典例8】在25。(3和101kPa条件下，断开1mol也能)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

A

V

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®=2HCl(g)的能量关系可用如图表示

D.在此和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

1

【典例9］已知：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)AH=+130kJ-mor,2C(s)+O2(g)=2C0(g)

A2/=akJ-mor1；H-H>0=0和O-H键的键能(kJ.moL)分别为436、496和462,则a为

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

【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。

oocMo—•-oo••oo0氧原子

亮。7序”。不

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中氏中氏。2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2moi水，则下列说法不正确的是（）

A.总反应为2H2。盖r2H2f+O2TB.过程I吸收了926kJ能量

c.过程n放出了574kJ能量D.过程in属于放热反应

【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

N2（g）和。2值）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，N2（g）和混合就能直接生成NO（g）

C.ImoINz®和lmolC）2（g）反应吸收的能量为180kJ

D.lmolN2（g）和lmolO2（g）具有的总能量大于2moiNO（g）具有的总能量

【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

O

0。

Imol

_U(b>0-0-0o||

1mol

Imo)

反应mFJ

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

【变式5-4］脱(N2H4)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，N2H“(g)与0z(g)反应的能量变化如图所示：

焰2N(g)+4H(g)+2O(g)

AH2=2752kJ/mol

N2H2(g)+O2(g)

AH3=-534kJ-mor'

N2(g)+2H2O(g)

(1)N2H4(g)中N-N键的键能为________kJ•mo「。

(2)一定条件下，NRKg)与O?(g)反应的热化学方程式为：o

♦题型06燃料的热值问题

知识积累

燃料的热值：在一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热，单位是kJ-gT。

【典例10】在lOlkPa下，1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。已知lOlkPa及25。(3时，四种

烷烧的燃烧热如表：

化合物甲烷(CH“乙烷(C2H6)丙烷(C3H8)丁烷(C4H10)

△H/kJ-mol-1-890.3-1559.8-2219.9-2878.0

则甲烷、乙烷、丙烷、丁烷四种烷烧中热值最高的是

A.甲烷B.乙烷C.丙烷D.丁烷

【变式6-1］热值指单位质量的燃料在氧气中完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，燃烧热是指Imol

的可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。已知：

可燃物

H2(g)CH4(g)C2H50H(1)CO(g)

燃烧热(kJ・mori)-285.8-890.3-1366.8-283.0

下列判断正确的是

A.C2H50H(1)的热值最高

B.上表的四种可燃物中，最环保的是甲烷

1

C.氢气燃烧的热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmor,此处AH代表印的燃烧热

D.燃烧热的绝对值越大，热值不一定越大

【变式6-2】已知碳酸钙分解的热化学方程式为：(“「一、<5，J」J

欲使1长“㈠,完全分解，需要提供多少热？若通过煤炭燃烧来提供热，则至少需要燃烧千克煤

炭？(已知煤炭的热值为33kJ，g)

♦题型07燃料与环境保护

知识积累

1.燃料使用的现状与问题

(1)当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。

(2)化石燃料需亟待解决的问题：

不完全燃烧》产生大量的烟尘和co。

g——型煤一灰分含量大，水分多,