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2022届高考化学（人教版）一轮总复习学案：第15讲 化学反应与能量变化 Word版含解析
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这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习学案：第15讲 化学反应与能量变化 Word版含解析，共32页。
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第六章 化学反应与能量
第15讲 化学反应与能量变化
高考备考导航
考试要求：1．了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。6．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。
名师点拨：高考对本讲内容的考查主要体现在四个方面：一是以图像、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应活化能的关系及简单计算；二是热化学方程式的书写及正误判断；三是盖斯定律应用于未知反应反应热的计算；四是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用。
在之前的化学学习中，也许有许多需要大量记忆的内容，但化学理论专题的学习，一定不能死记硬背，而要真正地理解公式和概念背后的实质性含义。复习这部分知识，我的体会是：(1)要注意准确理解反应热、燃烧热、中和热、吸热反应、放热反应、焓变等概念，注意概念的要点、关键词等；对于能量与物质稳定性、能量变化与反应条件之间的关系要理解到位。(2)要理解放热反应和吸热反应的实质，能解决与此有关的图像问题。(3)热化学方程式的书写与正误判断要注意物质聚集状态、焓变的数值与化学计量数的对应关系等。(4)利用盖斯定律书写热化学方程式和计算焓变时，要注意抓住参加反应的物质的聚集状态、前后位置及化学计量数等，进行准确推断与相关计算。
高考题型以选择题、填空题为主，难度不大，盖斯定律的应用是考查热点。
考点一 焓变、反应热与能源
核心知识梳理
1．化学反应中的变化和守恒
(1)化学反应中的两大变化：__物质__变化和__能量__变化。
(2)化学反应中的两大守恒：__质量__守恒和__能量__守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：化学能转化为__热能__、__光能__、电能等。
2．焓变、反应热
(1)焓(H)。
用于描述物质__所具有的能量__的物理量。
(2)焓变(ΔH)。
生成物与反应物的内能差，称为焓变，符号为ΔH。
ΔH＝H(__生成物__)－H(__反应物__)，单位：__kJ·mol－1__。
(3)反应热。
指当化学反应在一定温度下进行时，反应所__放出__或__吸收__的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。
(4)焓变与反应热的关系。
对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：__ΔH＝QP__。
(5)反应热产生的原因。
化学反应过程中旧键断裂__吸收__的能量与新键形成__放出__的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。
(6)催化剂对活化能、焓变的影响
①催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|或ΔH＝E1－E2。
3．吸热反应和放热反应
(1)宏观角度：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：
__吸__热反应 __放__热反应
(2)微观角度(反应热的量化参数)：从化学键变化的角度分析
(3)反应热ΔH的基本计算公式：
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(4)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(特例：C＋CO22CO吸热反应)；
④金属与酸(或水)的置换反应；
⑤物质的缓慢氧化；
⑥铝热反应(如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)；
⑦少数分解反应，如TNT爆炸；
⑧原电池反应；
⑨Na2O2与CO2、H2O的反应。
(5)常见吸热反应
①大多数分解反应(如NH4ClNH3↑＋HCl↑)；
②盐的水解；
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
④碳与水蒸气、C与CO2、CO与CuO、H2与CuO等的反应。
特别提醒
(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。
(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
(3)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。浓H2SO4、NaOH固体溶于水放热、NH4NO3溶于水吸热，因为不是化学反应，其放出或吸收的热量不是反应热。
(4)物质三态变化时，能量的变化形式为固态液态气态。
4．燃烧热、中和热
(1)燃烧热
(2)中和热
①定义及表示方法
—
②中和热的测定
A．装置
碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是__隔热防止热量散失__。
B．计算公式：ΔH＝－kJ·mol－1
t1——起始温度，t2——终止温度，n——生成水的物质的量，c——中和后生成的溶液的比热容，一般为4.18 J/(g· ℃)。
C．实验步骤。
——
↓
——
↓
——
↓
——
↓
D．几个注意问题。
a．酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量，会使测得的数值偏小。
b．测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温 度值以记录最高温度。
c．溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。
d．为保证实验结果的准确性，重复实验2～3次，取其平均值。
e．为了保证实验中盐酸完全反应，使用的碱稍微过量，计算中和热时按酸来算。
f．做好保温工作是本实验成功的关键，如为什么用环形玻璃棒，不能用铁质或铜质环形棒，还应注意环形玻璃棒的使用方法。
特别提醒
(1)中和热、燃烧热的焓变均为负值。
(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
5．能源
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)物质发生化学变化都伴随着能量变化。( √ )
(2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应需要加热才能反应。( × )
(3)催化剂能加快H2O2的分解，同时改变了该反应的反应热。( × )
(4)同一物质的聚集状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态＞液态＞固态。( √ )
(5)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。( × )
(6)由“4P(红磷，s)===P4(白磷，s) ΔH＞0”可知，白磷比红磷稳定。( × )
(7)甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1。( × )
[提示] 燃烧热生成的水是液态。
(8)S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)(ΔH的数值正确)。( × )
(9)N2分子中含3个共价键，键能大，故N2的能量(焓)也大。( × )
(10)反应HCHO＋O2CO2＋H2O为吸热反应。( × )
(11)在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ。( × )
(12)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀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。( × )
[提示] 醋酸为弱酸，存在电离平衡，电离吸热，故放出的热量小于57.3 kJ。
(13)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kg·mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1。( × )
(14)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化。( √ )
2．(1)①已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，若向一定体积密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出热量__＜__(填“＞”“＜”或“＝”)92.4 kJ，理由是__合成氨反应为可逆反应，1_mol_N2和3_mol_H2不可能完全反应，因而放出的热量小于92.4_kJ__。
②若体积不变，向密闭容器中再充入2 mol NH3，则反应N2＋3H22NH3的焓变ΔH＝__－92.4_kJ·mol－1__。
(2)已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
①该反应是__吸热__反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝__E1－E2__kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量__一定低__(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
②若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，E1和E2的变化是：E1__减小__，E2__减小__，ΔH__不变__(填“增大”“减小”或“不变”)。
3．深度思考：
(1)同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？
(2)中和热的测定实验中怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，能不能用铁质搅拌棒代替？能不能用铜质搅拌棒代替？
[提示] (1)在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。
(2)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动，因为铁可以和盐酸反应而且铁、铜传热快，热量损失大，所以不能用铁质搅拌棒或铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
考点突破提升
微考点1 焓变、活化能等有关概念与图像分析
典例1 (1)(2021·安徽定远重点中学高三月考)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的是( B )
A．每生成2分子AB吸收b kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量
[解析] 1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)，每生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ热量，A项错误；反应热ΔH＝断开旧键吸收的能量－形成新键放出的能量，故反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；依据能量图像分析可知反应物总能量低于生成物总能量，C项错误；断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键共吸收a kJ能量，D项错误。
(2)(2021·北京模拟)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下：
下列说法不正确的是( D )
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C—C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
[解析] 原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望产品。CO2和CH4反应生成乙酸的总反应方程式为CH4＋CO2CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，故A项正确，不符合题意；观察过程①可以发现CH4中C—H键发生断裂，故B项正确，不符合题意；由图可知，①→②过程中能量降低，即放出能量，过渡态到状态②形成了C—C键，故C项正确，不符合题意；催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，但对化学平衡没有影响，因此不会提高反应物的平衡转化率，故D项错误，符合题意。
萃取精华：
对能量图像的全面剖析
〔对点集训1〕
(1)(2021·河南洛阳高三尖子生联考)已知25 ℃、101 kPa下，石墨的燃烧热ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，金刚石的燃烧热ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，如图所示：下列表达正确的是( B )
A．金刚石比石墨稳定
B．C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kg·mol－1
C．ΔH1＜ΔH2
D．如果使用催化剂，ΔH1和ΔH2都变小
[解析] 由题意并结合图像可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，二者相减可得C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1。相同质量时金刚石燃烧放出能量较多，则说明金刚石总能量较大，石墨比金刚石稳定，故A项错误；由以上分析可知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，故B项正确；反应放热，则ΔH＜0，金刚石放出的热量多，则有ΔH1＞ΔH2，故C项错误；催化剂不改变反应热的大小，故D项错误。
(2)(2021·山东潍坊高三检测)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)：下列有关叙述不正确的是( B )
A．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B．500 ℃、101 kPa下，将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热a kJ，其热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－2a kJ·mol－1
C．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能
D．ΔH＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
[解析] 根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，A项正确；SO2与O2的反应是可逆反应，1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)不可能反应完全，B项错误；该反应是放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键能，C项正确；使用催化剂能改变反应的活化能，但不会影响反应热，D项正确。
[微点拨] 升高温度、使用催化剂均可提高活化分子百分数，从而使单位体积内活化分子数增多，加快反应速率；对气体参加的反应体系加压，可使单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，而活化分子百分数不变。
微考点2 燃烧热与中和热的理解
典例2 (1)(2021·经典习题汇编)下列关于反应能量的说法正确的是( A )
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，则反应物总能量＞生成物总能量
B．相同条件下，如果1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
C．25 ℃，101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D．H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
[解析] 该反应的ΔH＜0，为放热反应，故反应物的总能量＞生成物的总能量，故A项正确；1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，由分子变为原子要吸收能量，故2E1＞E2，故B项错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，则氢气的燃烧热为＝285.8 kJ·mol－1，故C项错误；浓硫酸稀释时要放热，故含1 mol NaOH的溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出的热量大于57.3 kJ，故D项错误。
(2)(2021·吉林实验中学高三期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( B )
A．氢气的燃烧热为－285.5 kJ·mol－1，则水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
B．1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量，它的热化学方程式为：CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－445 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，则C(s)的燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
D．HF与NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
[解析] 根据燃烧热的定义推断，水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571 kJ·mol－1，故A项错误；1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890 kJ，则0.5 mol CH4燃烧放出的热量为890×0.5 kJ＝445 kJ，热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－445 kJ·mol－1，故B项正确；C燃烧生成的稳定氧化物为CO2，C(s)燃烧热的绝对值大于110.5 kJ·mol－1，故C错误；HF为弱酸，与NaOH反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ，且HF应写化学式，故D项错误。
萃取精华：
由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“－”号。如：某物质的燃烧热为ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
稳定的氧化物是指：C―→CO2(g)，H2―→H2O(l)，S―→SO2(g)等。
在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放出的热量为中和热；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3 kJ·mol－1。
〔对点集训2〕 (1)(2021·山东滨州高三检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是( B )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热ΔH是－283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1
C．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出57.3 kJ热量
[解析] 中和热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的，A项错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，B项正确；有水生成的燃烧反应，根据水为液态时的能量变化计算燃烧热，C项错误；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，生成1 mol H2O时放出的热量要小于57.3 kJ，D项错误。
(2)(2021·河南郑州高三检测)已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ/mol ②稀溶液，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
下列结论正确的是( A )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B．①的反应热为221 kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ/mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
[解析] 在101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热。使用燃烧热时要注意两个关键点：①反应物用量：可燃物为1 mol；②产物要求：充分燃烧生成稳定氧化物[H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)]，该反应没有生成稳定氧化物，因此碳的燃烧热比此处反应热的绝对值大，故A正确；①的反应热为－221 kJ/mol，故B错误；已知中和反应为放热反应，则叙述中和热时不用“－”即稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，故C错误；醋酸为弱电解质，电离过程为吸热过程，则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量小于57.3 kJ，故D错误。
微考点3 利用键能计算ΔH
典例3 (1)(2021·山东青岛二中月考)断裂1 mol化学键所需的能量如表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是( D )
化学键
N—N
O==O
N≡N
N—H
键能(kJ·mol－1)
154
500
942
a
A．N2(g)比O2(g)稳定
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－534 kJ·mol－1
C．图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1
D．表中的a＝194
[解析] 由表中数据可知，N≡N键的键能大于O===O键的键能，则N2(g)比O2(g)稳定，A正确；由能量变化图示可知，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝－534 kJ·mol－1，B正确；根据盖斯定律，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－2 752 kJ·mol－1)＋ΔH3＝－534 kJ·mol－1，则ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，C正确；N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，根据反应热与键能的关系可得ΔH3＝(4a kJ·mol－1＋154 kJ·mol－1＋500 kJ·mol－1)＝＋2 218 kJ·mol－1，解得a＝391，D错误。
(2)(2021·江苏高三检测)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生的反应如下：
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
△H2＝＋41.2 kJ·mol－1
已知化学键的键能如下(CO表示CO的化学键)：
化学键
H—H
CO
H—O
E/(kJ·mol－1)
436
1 076
465
碳氧双键的键能为__805.6_kJ·mol－1__。
[解析] 由反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1，根据化学键的键能计算：2x＋436－1 076－465×2＝＋41.2，求出x＝805.6 kJ·mol－1。
萃取精华：
反应热的计算
根据燃烧热数据，求算反应放出的热量
利用公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
如已知H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，燃烧H2的物质的量为2 mol，则H2燃烧放出的热量为2 mol×285.8 kJ·mol－1＝571.6 kJ。
依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E生成物－E反应物
根据键能数据计算
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
〔对点集训3〕 (1)(2021·河北衡水高三检测)已知：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为( D )
A．－332 B．－118
C．＋350 D．＋130
[解析] 已知①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1，①×2－②得：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH＝(2a＋220) kJ·mol－1＞0，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(4×462－496－2×436) kJ·mol－1＝(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝＋130 kJ·mol－1。
(2)(2021·天津高三检测)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整，可制得合成气：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C==O
H—H
CO(CO)
键能/(kJ·mol－1)
413
745
436
1 075
填写下列空白：
该反应的ΔH＝__＋120_kJ·mol－1__。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是__B__(填“A”或“B”)。
[解析] 化学反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物的键能总和，所以焓变为(4×413＋2×745)kJ·mol－1－(2×1 075＋2×436)kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时A中压强大于B中压强，由于对此反应减小压强时平衡正向移动，所以B中反应物转化率大，吸热也更多。
[易错警示] 解答化学键与反应热关系题目的“两”注意
(1)熟练掌握常见物质中的化学键数目。
1 mol
物质
CO2
(C==O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
Si
(Si—Si)
S8
(S—S)
化学键数
2NA
4NA
6NA
4NA
1.5NA
2NA
2NA
8NA
(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，需注意断键和成键的总数，必须是断键时吸收的总能量和成键时放出的总能量。
考点二 热化学方程式
核心知识梳理
1．热化学方程式及其意义
(1)定义：表示参加反应的物质的__物质的量__和__反应热__的关系的化学方程式。
(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的__能量变化__。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，__1_mol_H2和0.5_mol_O2完全反应生成1_mol液态H2O时放出285.8_kJ的热量###。
2．热化学方程式的书写
(1)书写步骤。
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↓
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↓
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↓
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↓
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(2)注意事项。
特别提醒
(1)热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式一般不注明反应条件；
②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态；
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
(2)ΔH与反应的“可逆性”
可逆反应的ΔH表示反应完全时的热量变化，与反应是否可逆无关，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。
3．“五审”判断热化学方程式的正误
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↓
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↓
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↓
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基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)和4SO2(g)＋2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等。( × )
(2)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，则该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1。( × )
(3)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，说明石墨比金刚石稳定。( √ )
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2，则ΔH1＝ΔH2。( × )
(5)碳在空气燃烧生成 CO2，该反应中化学能全部转化为热能。( × )
(6)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，则将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量。( × )
(7)热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义：发生上述反应生成1 mol H2O(g)时放出241.8 kJ的热量。( √ )
(8)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同。( √ )
(9)对于SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小。( × )
(10)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ。( × )
(11)已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kg·mol－1，则单质碳的燃烧热为221 kg·mol－1。( × )
(12)热化学方程式中各物质的化学计量数既表示物质的量又表示分子个数。( × )
(13)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1表示1 mol S和氧气完全反应生成1 mol SO2气体，放出热量为a kJ。( × )
2．请你写出298 K、101 kPa时，下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，吸热131.5 kJ：__C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1__。
(2)用3 mol CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ：
__3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.8 kJ·mol－1__。
(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气，吸热90.7 kJ：__HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1__。
(4)H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，写出表示H2燃烧热反应的热化学方程式：__H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1__。
3．深度思考：
实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ/mol，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为多少？
[提示] 196.64 kJ为生成2 mol SO3时放出的热量，因此当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为×2 mol＝3.2 mol，故SO2的转化率为×100%＝80%。
考点突破提升
微考点1 热化学方程式的正误判断
典例1 (1)(2021·河北衡水高三检测)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)
(Ⅰ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)
下列说法中正确的是( B )
A．三步反应均为放热反应
B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
C．HOOBr比HBr和O2稳定
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)ΔH＝－12.67 kJ·mol－1
[解析] 放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；由题图可知步骤(Ⅰ)反应的活化能最大，且为吸热反应，故反应速率最慢，B项正确；HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；根据题意，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－50.68 kJ·mol－1，D项错误。
(2)(2021·经典习题汇编)下列热化学方程式书写正确的是__④__(填序号)。
①甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1
③NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)
④S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)
⑤2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)
[解析] H2O的状态应为液态，燃烧热的定义为101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时，所放出的热量。H2O的稳定状态是液态(水)，而不是气态(水蒸气)，故①错误。根据热化学方程式的含义，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)对应的热量是1 mol氮气完全反应时的热量，但该反应为可逆反应，故投入0.5 mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol，故0.5 mol N2完全反应，放出热量大于19.3 kJ，所以ΔH小于－38.6 kJ·mol－1，故②错误。ΔH应该是－57.3 kJ·mol－1，中和反应是放热反应，ΔH应小于0，故③错误。S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)，该反应的书写正确，物质状态，反应热的数值均正确，故④正确。2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)该反应末注明各物质的状态，热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，故⑤错误。
〔对点集训1〕 (1)(2021·山东滨州高三检测)下图分别表示白磷、红磷燃烧时的能量变化，下列说法中正确的是( D )
A．白磷比红磷稳定
B．白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定
C．1 mol白磷转变为红磷放出2 244.7 kJ的热量
D．红磷燃烧的热化学方程式：4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH＝－2 954 kJ·mol－1
[解析] 本题涉及热化学方程式的书写、物质稳定性与能量大小的关系等知识点，考查计算能力及信息整合能力，体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
A项，等质量的白磷和红磷完全燃烧时白磷比红磷释放的能量多，白磷能量高于红磷，能量越低越稳定，所以红磷稳定，故A错误；B项，两者燃烧产物相同，状态相同，所以产物稳定性相同，故B错误；C项，白磷转化为红磷的化学方程式为P4(s、白磷)===4P(s、红磷)，由图可知1 mol P4(白磷)比4 mol P(红磷)能量高(2 983.2－738.5×4)kJ＝29.2 kJ，所以1 mol白磷转变为红磷放出29.2 kJ的热量，故C错误；D项，红磷燃烧是放热反应，红磷燃烧的热化学方程式为4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－738.5×4 kJ·mol－1＝－2 954 kJ·mol－1，故D正确。
(2)(2021·广西高三检测)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是( D )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1
C．2NH3(l)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(a＋b－c)kJ·mol－1
D．2NH3(l)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(b＋c－a)kJ·mol－1
[解析] 根据图象可知，合成氨反应的反应物的能量和大于生成物的能量和，所以该反应为放热反应，ΔH＜0，则生成1 mol NH3(g)的ΔH＝－(b－a) kJ·mol－1，生成1 mol NH3(l)的ΔH＝－(b＋c－a) kJ·mol－1，只有D正确。
微考点2 热化学方程式的书写
典例2 (1)(2021·山东青岛二中高三模拟)有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1，请写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式：__2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－270 kJ·mol－1__。
(2)(2021·天津高三检测)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1__。
(3)(2021·北京高三检测)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物。钛精矿在沸腾炉中的氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：__TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1__。
[解析] (1)已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1，则
①S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知②×2－①即得到CO还原SO2的热化学方程式2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－270 kJ·mol－1。
(2)由所给数据计算，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1。
(3)由已知两个反应方程式相加得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝(＋175.4－220.9) kJ·mol－1＝－45.5 kJ·mol－1。
〔对点集训2〕 (1)(2021·山东青岛高三月考)写出下列反应的热化学方程式：
①25 ℃、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应的热化学方程式为__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1__。
②在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为__C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1__。
③下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
__NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1__。
[解析] 1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2，反应生成1 mol CO2和2 mol液态H2O，故该反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。②由题意可知生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，则由原子守恒可知，需要乙醇的物质的量为 mol，故热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－(2×Q)kJ·mol－1＝－2Q kJ·mol－1。③由图可知其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) △H＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
(2)(2021·山东滨州高三检测)写出下列反应的热化学方程式。
①Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式：
__Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1__。
②化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为__AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·mol－1__。
③CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是__4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1__。
[解析] ①Si与Cl2反应生成SiCl4，因其熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃，故室温下，SiCl4的状态为液态。反应的热化学方程式为Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1。②由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。③CuCl(s)与O2反应生成的黑色固体为CuO，每消耗1 mol CuCl(s)放出44.4 kJ热量，则消耗4 mol CuCl(s)放出177.6 kJ热量，反应的热化学方程式为4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1。
考点三 盖斯定律 反应热的计算和比较
核心知识梳理
1．盖斯定律及其应用
(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。如：
已知在25 ℃、101 kPa时：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，
则CO(g)＋O2(g)===CO2(g)的ΔH为__－283_kJ·mol－1__。
(3)应用：盖斯定律的理解
热化学方程式
反应热间的关系
aAB、A B
ΔH1＝__aΔH2__
AB
ΔH1＝__－ΔH2__
ΔH＝__ΔH1＋ΔH2__
即：若一个化学方程式可由n个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这n个化学反应焓变的代数和。
2．反应热的计算
(1)主要依据
热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热、反应物和生成物的总能量等。
(2)主要方法
①根据热化学方程式计算
反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。
②根据反应物和生成物的总能量计算
ΔH＝__E生成物－E反应物__。
③依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算
ΔH＝__E反应物的化学键断裂吸收的能量－E生成物的化学键形成释放的能量__
④根据盖斯定律计算
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
应用盖斯定律常用以下两种方法。
a．热化学方程式相加或相减，如由
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2；
可得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝2(ΔH1－ΔH2)
b．合理设计反应途径，如，
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
⑤根据物质燃烧热数值计算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|
⑥根据比热公式进行计算
Q＝c·m·ΔT
3．利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤
—先确定待求的方程式
↓
—
↓
—
↓
—
↓
—计算并写出待求的热化学方程式
↓
—检查得出的热化学方程式是否正确
特别提醒
应用盖斯定律时要注意的问题
(1)叠加各反应式时，有的反应要逆向写，ΔH符号也相反，有的反应式要扩大或缩小，ΔH也要相应扩大或缩小。
(2)比较反应热大小时，反应热所带“＋”“－”均具有数学意义，参与大小比较。
(3)利用键能计算反应热时，要注意物质中化学键的个数。如1 mol NH3中含有3 mol N—H键，1 mol P4中含有6 mol P—P键等。
(4)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关。( × )
(2)盖斯定律遵守能量守恒定律。( √ )
(3)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热。( √ )
(4)已知：O3＋Cl===ClO＋O2 ΔH1
ClO＋O===Cl＋O2 ΔH2
则反应O3＋O===2O2的ΔH＝ΔH1＋ΔH2。( √ )
(5)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/mol，则2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的ΔH＝＋92 kJ/mol。( √ )
(6)已知C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g) ΔH2；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3；CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4；则ΔH1＝ΔH2＋ΔΗ3＋ΔH4。( √ )
(7)H—H键、O===O键和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)的ΔH＝－916 kJ·mol－1。( × )
(8)由H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1可知，1 g H2燃烧生成H2O(g)放出的热量为a kJ。( × )
(9)一个反应一步完成或几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越少。( × )
(10)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2中的ΔH1＜ΔH2。( × )
(11)等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多。( × )
(12)若H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＜0，则HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH2＞0。( √ )
(13)已知相同条件下2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1，反应2SO2(s)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。( × )
(14)对一可逆反应加入催化剂，改变了反应途径，反应的ΔH也随之改变。( × )
2．深度思考：
(1)下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是__②③④__。
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(ag) ΔH8
(2)物质A在一定条件下可发生一系列转化，完成下列填空。
①A→F，ΔH＝__－ΔH6__；
②ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝__0__；
③C→F，|ΔH|__＝__|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；
④|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|__＝__|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|。
(3)(2021·河北唐县第一中学高三月考)真空碳热还原—氧化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1
反应Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝__(a＋b)__kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
考点突破提升
微考点1 利用盖斯定律计算ΔH
典例1 (1)已知：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。在含少量I－的溶液中，H2O2分解反应过程为：
ⅰ．H2O2(l)＋I－(aq)===H2O(l)＋IO－(aq) ΔH1
ⅱ．H2O2(l)＋IO－(aq)===H2O(l)＋O2(g)＋I－(aq) ΔH2
下列说法不正确的是( C )
A．ΔH1＋ΔH2＝ΔH
B．I－是H2O2分解反应的催化剂
C．欲分解2 mol H2O2(l)，至少需要提供98 kJ的热量
D．若生成1 mol O2，则反应ⅱ转移电子的物质的量为2 mol
[解析] 根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ可得：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)，则有ΔH1＋ΔH2＝ΔH，A项正确；该反应中，I－是过程ⅰ的反应物，是过程ⅱ的生成物，故I－是H2O2分解反应的催化剂，B项正确；反应2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，分解2 mol H2O2(l)放出98 kJ的热量，C项错误；反应ⅱ中碘元素由＋1价降低到－1价，则生成1 mol O2时转移2 mol电子，D项正确。
(2)(2021·经典习题汇编)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol－1
CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1
则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝__－116__kJ·mol－1。
[解析] ①CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol－1
②CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1
③CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1
根据盖斯定律，(①＋②＋③)×2可得4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O (g)，据此计算该反应的ΔH＝(ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)×2＝－116 kJ·mol－1。
萃取精华：
反应热的计算方法
〔对点集训1〕 (2020·海南等级考模拟，4)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－572 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH3＝－1 367 kJ/mol
则2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(I) ΔH为( B )
A．＋278 kJ/mol B．－278 kJ/mol
C．＋401.5 kJ/mol D．－401.5 kJ/mol
[解析] 将题给三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律按照×①＋2×②－③，可得目标热化学方程式2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(l) ΔH＝－278 kJ/mol。
(2)①(2021·经典习题汇编)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
已知：(g)===(g)＋H2(g)
ΔH1＝100.3 kJ·mol－1Ⓐ
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1Ⓑ
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)Ⓒ
ΔH3＝__89.3__kJ·mol－1。
②采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
已知：A．2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)
ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
B．2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝__＋53.1__kJ·mol－1。
[解析] ①根据盖斯定律知，将反应Ⓐ、Ⓑ叠加得反应Ⓒ。故ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3 kJ·mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。
②已知：
A．2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
B．2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知，A×－B即得到N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋53.1 kJ·mol－1。
[易错警示] 应用盖斯定律的注意事项
(1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。
(2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固―→液―→气变化时，会吸热；反之会放热。
微考点2 利用盖斯定律判断ΔH间的关系
典例2 (1)(2021·山东淄博高三检测)下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1＞ΔH2的是( A )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH1；
2SO3(g)O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D．已知反应：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH＜0，
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
[解析] 根据盖斯定律，氢气和氧气反应生成液态水放热多，所以ΔH1＞ΔH2，故A项正确；依据盖斯定律，固体硫变为气态硫需要吸收热量，所以ΔH1＜ΔH2，故B项错误；二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应，三氧化硫分解成二氧化硫和氧气是吸热反应，所以ΔH1＜ΔH2，故C项错误；由反应C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2，根据盖斯定律和已知条件可知：ΔH1－ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，故D项错误。
(2)(2021·天津高三月考)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( A )
A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH2
则有ΔH1＞ΔH2
B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH1
Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH2，则有ΔH1＜ΔH2
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
则有ΔH1＜ΔH2
D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH1
Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH2，则有ΔH1＜ΔH2
[解析] 将A中的热化学方程式依次编号为①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2，A错误；等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1＜ΔH2，B正确；将C中的两个反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＜0，则ΔH1＜ΔH2，C正确；Cl原子半径比Br原子半径小，H—Cl键的键能比H—Br键的键能大，故ΔH1＜ΔH2，D正确。
萃取精华：
反应热大小比较的注意要点
反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：
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。
化学计量数
当反应物和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。
可逆反应与反应热(ΔH)
正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)，2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。
〔对点集训2〕 (2021·浙江高三测试)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
M2＋(g)＋CO(g)M2＋(g)＋O2－(g)＋CO2(g)
ΔH1 ΔH3
MCO3(s) MO(s)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( C )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
[解析] 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又易知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。ΔH1表示断裂CO和M2＋的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越多，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，故A项正确，不符合题意；ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，故B项正确，不符合题意；由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＜0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)＞ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)＞0，故C项错误，符合题意；由上分析可知ΔH1＋ΔH2＞0，ΔH3＜0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，故D项正确，不符合题意。
萃取精华：
反应热大小的比较规律
吸热反应的ΔH比放热反应的ΔH大(前者大于0，后者小于0)
等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多
例：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0 C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＜0；ΔH1为完全燃烧放出的热量多，又ΔH1和ΔH2均为负值，所以ΔH1＜ΔH2
产物相同时，A(g)燃烧放出的热量比等量的A(s)燃烧放出的热量多
例：S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
反应物相同时，生成C(l)所放出的热量比生成等量的C(g)放出的热量多
例：A(g)＋B(g)===C(l) ΔH1＜0
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论值
例：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2反应达平衡后，放出的热量小于197 kJ
对于同一反应，化学计量数大的，对应放出(吸收)的热量多
例：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＜0
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或强酸和弱碱或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多
离子电荷相同时，半径越小，断裂离子键时吸收的能量越多
若比较的是ΔH的大小，则看的是ΔH的整体数值，包括正负号进行比较 ；若题中所说的是放出(吸收)的热量大小比较，则比较的是ΔH的绝对值大小
本讲要点速记：
1．物质能量与反应吸、放热之间的两个关系：
(1)E反应物＞E生成物，放热反应，ΔH＜0。
(2)E反应物＜E生成物，吸热反应，ΔH＞0。
2．热化学方程式书写与判断的注意事项：
(1)注意标明物质的聚集状态。
(2)注意ΔH的符号与单位。
(3)注意ΔH的数值与计量数是否对应。
(4)燃烧热、中和热等条件的限制。
3．了解燃烧热和中和热的两点联系
(1)对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变小于零。
(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
4．盖斯定律的两个关键：
(1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。
(2)利用盖斯定律可间接计算某些反应的反应热。
5．盖斯定律中的两个关系
(1)总反应方程式＝各步反应方程式之和
(2)总反应的焓变＝各步反应的焓变之和
6．反应热的计算
(1)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量
利用公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
如已知H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，燃烧H2的物质的量为2 mol，则H2燃烧放出的热量为2 mol×285.8 kJ·mol－1＝571.6 kJ。
(2)依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E生成物－E反应物
(3)根据键能数据计算
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
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第六章 化学反应与能量
第15讲 化学反应与能量变化
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考试要求：1．了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。6．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。
名师点拨：高考对本讲内容的考查主要体现在四个方面：一是以图像、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应活化能的关系及简单计算；二是热化学方程式的书写及正误判断；三是盖斯定律应用于未知反应反应热的计算；四是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用。
在之前的化学学习中，也许有许多需要大量记忆的内容，但化学理论专题的学习，一定不能死记硬背，而要真正地理解公式和概念背后的实质性含义。复习这部分知识，我的体会是：(1)要注意准确理解反应热、燃烧热、中和热、吸热反应、放热反应、焓变等概念，注意概念的要点、关键词等；对于能量与物质稳定性、能量变化与反应条件之间的关系要理解到位。(2)要理解放热反应和吸热反应的实质，能解决与此有关的图像问题。(3)热化学方程式的书写与正误判断要注意物质聚集状态、焓变的数值与化学计量数的对应关系等。(4)利用盖斯定律书写热化学方程式和计算焓变时，要注意抓住参加反应的物质的聚集状态、前后位置及化学计量数等，进行准确推断与相关计算。
高考题型以选择题、填空题为主，难度不大，盖斯定律的应用是考查热点。
考点一 焓变、反应热与能源
核心知识梳理
1．化学反应中的变化和守恒
(1)化学反应中的两大变化：__物质__变化和__能量__变化。
(2)化学反应中的两大守恒：__质量__守恒和__能量__守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：化学能转化为__热能__、__光能__、电能等。
2．焓变、反应热
(1)焓(H)。
用于描述物质__所具有的能量__的物理量。
(2)焓变(ΔH)。
生成物与反应物的内能差，称为焓变，符号为ΔH。
ΔH＝H(__生成物__)－H(__反应物__)，单位：__kJ·mol－1__。
(3)反应热。
指当化学反应在一定温度下进行时，反应所__放出__或__吸收__的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。
(4)焓变与反应热的关系。
对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：__ΔH＝QP__。
(5)反应热产生的原因。
化学反应过程中旧键断裂__吸收__的能量与新键形成__放出__的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。
(6)催化剂对活化能、焓变的影响
①催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
②在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|或ΔH＝E1－E2。
3．吸热反应和放热反应
(1)宏观角度：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：
__吸__热反应 __放__热反应
(2)微观角度(反应热的量化参数)：从化学键变化的角度分析
(3)反应热ΔH的基本计算公式：
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(4)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(特例：C＋CO22CO吸热反应)；
④金属与酸(或水)的置换反应；
⑤物质的缓慢氧化；
⑥铝热反应(如2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)；
⑦少数分解反应，如TNT爆炸；
⑧原电池反应；
⑨Na2O2与CO2、H2O的反应。
(5)常见吸热反应
①大多数分解反应(如NH4ClNH3↑＋HCl↑)；
②盐的水解；
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
④碳与水蒸气、C与CO2、CO与CuO、H2与CuO等的反应。
特别提醒
(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。
(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
(3)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。浓H2SO4、NaOH固体溶于水放热、NH4NO3溶于水吸热，因为不是化学反应，其放出或吸收的热量不是反应热。
(4)物质三态变化时，能量的变化形式为固态液态气态。
4．燃烧热、中和热
(1)燃烧热
(2)中和热
①定义及表示方法
—
②中和热的测定
A．装置
碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是__隔热防止热量散失__。
B．计算公式：ΔH＝－kJ·mol－1
t1——起始温度，t2——终止温度，n——生成水的物质的量，c——中和后生成的溶液的比热容，一般为4.18 J/(g· ℃)。
C．实验步骤。
——
↓
——
↓
——
↓
——
↓
D．几个注意问题。
a．酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量，会使测得的数值偏小。
b．测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温 度值以记录最高温度。
c．溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。
d．为保证实验结果的准确性，重复实验2～3次，取其平均值。
e．为了保证实验中盐酸完全反应，使用的碱稍微过量，计算中和热时按酸来算。
f．做好保温工作是本实验成功的关键，如为什么用环形玻璃棒，不能用铁质或铜质环形棒，还应注意环形玻璃棒的使用方法。
特别提醒
(1)中和热、燃烧热的焓变均为负值。
(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
5．能源
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)物质发生化学变化都伴随着能量变化。( √ )
(2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应需要加热才能反应。( × )
(3)催化剂能加快H2O2的分解，同时改变了该反应的反应热。( × )
(4)同一物质的聚集状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态＞液态＞固态。( √ )
(5)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。( × )
(6)由“4P(红磷，s)===P4(白磷，s) ΔH＞0”可知，白磷比红磷稳定。( × )
(7)甲烷的燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1。( × )
[提示] 燃烧热生成的水是液态。
(8)S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)(ΔH的数值正确)。( × )
(9)N2分子中含3个共价键，键能大，故N2的能量(焓)也大。( × )
(10)反应HCHO＋O2CO2＋H2O为吸热反应。( × )
(11)在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ。( × )
(12)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀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。( × )
[提示] 醋酸为弱酸，存在电离平衡，电离吸热，故放出的热量小于57.3 kJ。
(13)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kg·mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1。( × )
(14)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化。( √ )
2．(1)①已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，若向一定体积密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出热量__＜__(填“＞”“＜”或“＝”)92.4 kJ，理由是__合成氨反应为可逆反应，1_mol_N2和3_mol_H2不可能完全反应，因而放出的热量小于92.4_kJ__。
②若体积不变，向密闭容器中再充入2 mol NH3，则反应N2＋3H22NH3的焓变ΔH＝__－92.4_kJ·mol－1__。
(2)已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
①该反应是__吸热__反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝__E1－E2__kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量__一定低__(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
②若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，E1和E2的变化是：E1__减小__，E2__减小__，ΔH__不变__(填“增大”“减小”或“不变”)。
3．深度思考：
(1)同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？
(2)中和热的测定实验中怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，能不能用铁质搅拌棒代替？能不能用铜质搅拌棒代替？
[提示] (1)在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。
(2)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动，因为铁可以和盐酸反应而且铁、铜传热快，热量损失大，所以不能用铁质搅拌棒或铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
考点突破提升
微考点1 焓变、活化能等有关概念与图像分析
典例1 (1)(2021·安徽定远重点中学高三月考)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的是( B )
A．每生成2分子AB吸收b kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，放出a kJ能量
[解析] 1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)，每生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ热量，A项错误；反应热ΔH＝断开旧键吸收的能量－形成新键放出的能量，故反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；依据能量图像分析可知反应物总能量低于生成物总能量，C项错误；断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键共吸收a kJ能量，D项错误。
(2)(2021·北京模拟)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下：
下列说法不正确的是( D )
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C—C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
[解析] 原子利用率为100%，即反应物中的原子全部转化为期望产品。CO2和CH4反应生成乙酸的总反应方程式为CH4＋CO2CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率为100%，故A项正确，不符合题意；观察过程①可以发现CH4中C—H键发生断裂，故B项正确，不符合题意；由图可知，①→②过程中能量降低，即放出能量，过渡态到状态②形成了C—C键，故C项正确，不符合题意；催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，但对化学平衡没有影响，因此不会提高反应物的平衡转化率，故D项错误，符合题意。
萃取精华：
对能量图像的全面剖析
〔对点集训1〕
(1)(2021·河南洛阳高三尖子生联考)已知25 ℃、101 kPa下，石墨的燃烧热ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，金刚石的燃烧热ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，如图所示：下列表达正确的是( B )
A．金刚石比石墨稳定
B．C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kg·mol－1
C．ΔH1＜ΔH2
D．如果使用催化剂，ΔH1和ΔH2都变小
[解析] 由题意并结合图像可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，二者相减可得C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1。相同质量时金刚石燃烧放出能量较多，则说明金刚石总能量较大，石墨比金刚石稳定，故A项错误；由以上分析可知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，故B项正确；反应放热，则ΔH＜0，金刚石放出的热量多，则有ΔH1＞ΔH2，故C项错误；催化剂不改变反应热的大小，故D项错误。
(2)(2021·山东潍坊高三检测)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)：下列有关叙述不正确的是( B )
A．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B．500 ℃、101 kPa下，将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热a kJ，其热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－2a kJ·mol－1
C．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能
D．ΔH＝E1－E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
[解析] 根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，A项正确；SO2与O2的反应是可逆反应，1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)不可能反应完全，B项错误；该反应是放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键能，C项正确；使用催化剂能改变反应的活化能，但不会影响反应热，D项正确。
[微点拨] 升高温度、使用催化剂均可提高活化分子百分数，从而使单位体积内活化分子数增多，加快反应速率；对气体参加的反应体系加压，可使单位体积内活化分子数增多，反应速率加快，而活化分子百分数不变。
微考点2 燃烧热与中和热的理解
典例2 (1)(2021·经典习题汇编)下列关于反应能量的说法正确的是( A )
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，则反应物总能量＞生成物总能量
B．相同条件下，如果1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，则2E1＝E2
C．25 ℃，101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D．H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
[解析] 该反应的ΔH＜0，为放热反应，故反应物的总能量＞生成物的总能量，故A项正确；1 mol氢原子的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2，由分子变为原子要吸收能量，故2E1＞E2，故B项错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，则氢气的燃烧热为＝285.8 kJ·mol－1，故C项错误；浓硫酸稀释时要放热，故含1 mol NaOH的溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出的热量大于57.3 kJ，故D项错误。
(2)(2021·吉林实验中学高三期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是( B )
A．氢气的燃烧热为－285.5 kJ·mol－1，则水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
B．1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量，它的热化学方程式为：CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－445 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，则C(s)的燃烧热为－110.5 kJ·mol－1
D．HF与NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
[解析] 根据燃烧热的定义推断，水电解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571 kJ·mol－1，故A项错误；1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890 kJ，则0.5 mol CH4燃烧放出的热量为890×0.5 kJ＝445 kJ，热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－445 kJ·mol－1，故B项正确；C燃烧生成的稳定氧化物为CO2，C(s)燃烧热的绝对值大于110.5 kJ·mol－1，故C错误；HF为弱酸，与NaOH反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ，且HF应写化学式，故D项错误。
萃取精华：
由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“－”号。如：某物质的燃烧热为ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
稳定的氧化物是指：C―→CO2(g)，H2―→H2O(l)，S―→SO2(g)等。
在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放出的热量为中和热；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3 kJ·mol－1。
〔对点集训2〕 (1)(2021·山东滨州高三检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是( B )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热ΔH是－283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1
C．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出57.3 kJ热量
[解析] 中和热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的，A项错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，B项正确；有水生成的燃烧反应，根据水为液态时的能量变化计算燃烧热，C项错误；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，生成1 mol H2O时放出的热量要小于57.3 kJ，D项错误。
(2)(2021·河南郑州高三检测)已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ/mol ②稀溶液，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
下列结论正确的是( A )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B．①的反应热为221 kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ/mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
[解析] 在101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热。使用燃烧热时要注意两个关键点：①反应物用量：可燃物为1 mol；②产物要求：充分燃烧生成稳定氧化物[H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)]，该反应没有生成稳定氧化物，因此碳的燃烧热比此处反应热的绝对值大，故A正确；①的反应热为－221 kJ/mol，故B错误；已知中和反应为放热反应，则叙述中和热时不用“－”即稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，故C错误；醋酸为弱电解质，电离过程为吸热过程，则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量小于57.3 kJ，故D错误。
微考点3 利用键能计算ΔH
典例3 (1)(2021·山东青岛二中月考)断裂1 mol化学键所需的能量如表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是( D )
化学键
N—N
O==O
N≡N
N—H
键能(kJ·mol－1)
154
500
942
a
A．N2(g)比O2(g)稳定
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－534 kJ·mol－1
C．图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1
D．表中的a＝194
[解析] 由表中数据可知，N≡N键的键能大于O===O键的键能，则N2(g)比O2(g)稳定，A正确；由能量变化图示可知，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝－534 kJ·mol－1，B正确；根据盖斯定律，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－2 752 kJ·mol－1)＋ΔH3＝－534 kJ·mol－1，则ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，C正确；N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，根据反应热与键能的关系可得ΔH3＝(4a kJ·mol－1＋154 kJ·mol－1＋500 kJ·mol－1)＝＋2 218 kJ·mol－1，解得a＝391，D错误。
(2)(2021·江苏高三检测)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇，主要发生的反应如下：
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)
△H2＝＋41.2 kJ·mol－1
已知化学键的键能如下(CO表示CO的化学键)：
化学键
H—H
CO
H—O
E/(kJ·mol－1)
436
1 076
465
碳氧双键的键能为__805.6_kJ·mol－1__。
[解析] 由反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1，根据化学键的键能计算：2x＋436－1 076－465×2＝＋41.2，求出x＝805.6 kJ·mol－1。
萃取精华：
反应热的计算
根据燃烧热数据，求算反应放出的热量
利用公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
如已知H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，燃烧H2的物质的量为2 mol，则H2燃烧放出的热量为2 mol×285.8 kJ·mol－1＝571.6 kJ。
依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E生成物－E反应物
根据键能数据计算
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
〔对点集训3〕 (1)(2021·河北衡水高三检测)已知：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为( D )
A．－332 B．－118
C．＋350 D．＋130
[解析] 已知①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1，①×2－②得：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH＝(2a＋220) kJ·mol－1＞0，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(4×462－496－2×436) kJ·mol－1＝(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝＋130 kJ·mol－1。
(2)(2021·天津高三检测)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整，可制得合成气：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C==O
H—H
CO(CO)
键能/(kJ·mol－1)
413
745
436
1 075
填写下列空白：
该反应的ΔH＝__＋120_kJ·mol－1__。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是__B__(填“A”或“B”)。
[解析] 化学反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物的键能总和，所以焓变为(4×413＋2×745)kJ·mol－1－(2×1 075＋2×436)kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。初始时容器A、B的压强相等，A容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B容器恒压，压强不变；所以达平衡时A中压强大于B中压强，由于对此反应减小压强时平衡正向移动，所以B中反应物转化率大，吸热也更多。
[易错警示] 解答化学键与反应热关系题目的“两”注意
(1)熟练掌握常见物质中的化学键数目。
1 mol
物质
CO2
(C==O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
Si
(Si—Si)
S8
(S—S)
化学键数
2NA
4NA
6NA
4NA
1.5NA
2NA
2NA
8NA
(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，需注意断键和成键的总数，必须是断键时吸收的总能量和成键时放出的总能量。
考点二 热化学方程式
核心知识梳理
1．热化学方程式及其意义
(1)定义：表示参加反应的物质的__物质的量__和__反应热__的关系的化学方程式。
(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的__能量变化__。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，__1_mol_H2和0.5_mol_O2完全反应生成1_mol液态H2O时放出285.8_kJ的热量###。
2．热化学方程式的书写
(1)书写步骤。
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↓
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(2)注意事项。
特别提醒
(1)热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式一般不注明反应条件；
②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态；
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
(2)ΔH与反应的“可逆性”
可逆反应的ΔH表示反应完全时的热量变化，与反应是否可逆无关，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。
3．“五审”判断热化学方程式的正误
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↓
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基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)和4SO2(g)＋2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等。( × )
(2)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，则该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1。( × )
(3)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＞0，说明石墨比金刚石稳定。( √ )
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2，则ΔH1＝ΔH2。( × )
(5)碳在空气燃烧生成 CO2，该反应中化学能全部转化为热能。( × )
(6)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，则将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量。( × )
(7)热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义：发生上述反应生成1 mol H2O(g)时放出241.8 kJ的热量。( √ )
(8)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同。( √ )
(9)对于SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小。( × )
(10)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ。( × )
(11)已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kg·mol－1，则单质碳的燃烧热为221 kg·mol－1。( × )
(12)热化学方程式中各物质的化学计量数既表示物质的量又表示分子个数。( × )
(13)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1表示1 mol S和氧气完全反应生成1 mol SO2气体，放出热量为a kJ。( × )
2．请你写出298 K、101 kPa时，下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，吸热131.5 kJ：__C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1__。
(2)用3 mol CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ：
__3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.8 kJ·mol－1__。
(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气，吸热90.7 kJ：__HgO(s)===Hg(l)＋O2(g) ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1__。
(4)H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，写出表示H2燃烧热反应的热化学方程式：__H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1__。
3．深度思考：
实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ/mol，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为多少？
[提示] 196.64 kJ为生成2 mol SO3时放出的热量，因此当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为×2 mol＝3.2 mol，故SO2的转化率为×100%＝80%。
考点突破提升
微考点1 热化学方程式的正误判断
典例1 (1)(2021·河北衡水高三检测)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)
(Ⅰ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)
下列说法中正确的是( B )
A．三步反应均为放热反应
B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
C．HOOBr比HBr和O2稳定
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)ΔH＝－12.67 kJ·mol－1
[解析] 放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；由题图可知步骤(Ⅰ)反应的活化能最大，且为吸热反应，故反应速率最慢，B项正确；HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；根据题意，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－50.68 kJ·mol－1，D项错误。
(2)(2021·经典习题汇编)下列热化学方程式书写正确的是__④__(填序号)。
①甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1
③NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)
④S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)
⑤2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)
[解析] H2O的状态应为液态，燃烧热的定义为101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时，所放出的热量。H2O的稳定状态是液态(水)，而不是气态(水蒸气)，故①错误。根据热化学方程式的含义，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)对应的热量是1 mol氮气完全反应时的热量，但该反应为可逆反应，故投入0.5 mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol，故0.5 mol N2完全反应，放出热量大于19.3 kJ，所以ΔH小于－38.6 kJ·mol－1，故②错误。ΔH应该是－57.3 kJ·mol－1，中和反应是放热反应，ΔH应小于0，故③错误。S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)，该反应的书写正确，物质状态，反应热的数值均正确，故④正确。2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)该反应末注明各物质的状态，热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，故⑤错误。
〔对点集训1〕 (1)(2021·山东滨州高三检测)下图分别表示白磷、红磷燃烧时的能量变化，下列说法中正确的是( D )
A．白磷比红磷稳定
B．白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定
C．1 mol白磷转变为红磷放出2 244.7 kJ的热量
D．红磷燃烧的热化学方程式：4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH＝－2 954 kJ·mol－1
[解析] 本题涉及热化学方程式的书写、物质稳定性与能量大小的关系等知识点，考查计算能力及信息整合能力，体现证据推理与模型认知的学科核心素养。
A项，等质量的白磷和红磷完全燃烧时白磷比红磷释放的能量多，白磷能量高于红磷，能量越低越稳定，所以红磷稳定，故A错误；B项，两者燃烧产物相同，状态相同，所以产物稳定性相同，故B错误；C项，白磷转化为红磷的化学方程式为P4(s、白磷)===4P(s、红磷)，由图可知1 mol P4(白磷)比4 mol P(红磷)能量高(2 983.2－738.5×4)kJ＝29.2 kJ，所以1 mol白磷转变为红磷放出29.2 kJ的热量，故C错误；D项，红磷燃烧是放热反应，红磷燃烧的热化学方程式为4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－738.5×4 kJ·mol－1＝－2 954 kJ·mol－1，故D正确。
(2)(2021·广西高三检测)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是( D )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1
C．2NH3(l)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(a＋b－c)kJ·mol－1
D．2NH3(l)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝2(b＋c－a)kJ·mol－1
[解析] 根据图象可知，合成氨反应的反应物的能量和大于生成物的能量和，所以该反应为放热反应，ΔH＜0，则生成1 mol NH3(g)的ΔH＝－(b－a) kJ·mol－1，生成1 mol NH3(l)的ΔH＝－(b＋c－a) kJ·mol－1，只有D正确。
微考点2 热化学方程式的书写
典例2 (1)(2021·山东青岛二中高三模拟)有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1，请写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式：__2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－270 kJ·mol－1__。
(2)(2021·天津高三检测)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1__。
(3)(2021·北京高三检测)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物。钛精矿在沸腾炉中的氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：__TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1__。
[解析] (1)已知S和CO的燃烧热分别是296.0 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1，则
①S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.0 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知②×2－①即得到CO还原SO2的热化学方程式2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s) ΔH＝－270 kJ·mol－1。
(2)由所给数据计算，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1。
(3)由已知两个反应方程式相加得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝(＋175.4－220.9) kJ·mol－1＝－45.5 kJ·mol－1。
〔对点集训2〕 (1)(2021·山东青岛高三月考)写出下列反应的热化学方程式：
①25 ℃、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应的热化学方程式为__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1__。
②在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为__C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1__。
③下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：
__NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1__。
[解析] 1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2，反应生成1 mol CO2和2 mol液态H2O，故该反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。②由题意可知生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，则由原子守恒可知，需要乙醇的物质的量为 mol，故热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－(2×Q)kJ·mol－1＝－2Q kJ·mol－1。③由图可知其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) △H＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
(2)(2021·山东滨州高三检测)写出下列反应的热化学方程式。
①Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式：
__Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1__。
②化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为__AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·mol－1__。
③CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是__4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1__。
[解析] ①Si与Cl2反应生成SiCl4，因其熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃，故室温下，SiCl4的状态为液态。反应的热化学方程式为Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1。②由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。③CuCl(s)与O2反应生成的黑色固体为CuO，每消耗1 mol CuCl(s)放出44.4 kJ热量，则消耗4 mol CuCl(s)放出177.6 kJ热量，反应的热化学方程式为4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s) ΔH＝－177.6 kJ·mol－1。
考点三 盖斯定律 反应热的计算和比较
核心知识梳理
1．盖斯定律及其应用
(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。如：
已知在25 ℃、101 kPa时：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，
则CO(g)＋O2(g)===CO2(g)的ΔH为__－283_kJ·mol－1__。
(3)应用：盖斯定律的理解
热化学方程式
反应热间的关系
aAB、A B
ΔH1＝__aΔH2__
AB
ΔH1＝__－ΔH2__
ΔH＝__ΔH1＋ΔH2__
即：若一个化学方程式可由n个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这n个化学反应焓变的代数和。
2．反应热的计算
(1)主要依据
热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热、反应物和生成物的总能量等。
(2)主要方法
①根据热化学方程式计算
反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。
②根据反应物和生成物的总能量计算
ΔH＝__E生成物－E反应物__。
③依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算
ΔH＝__E反应物的化学键断裂吸收的能量－E生成物的化学键形成释放的能量__
④根据盖斯定律计算
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
应用盖斯定律常用以下两种方法。
a．热化学方程式相加或相减，如由
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2；
可得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝2(ΔH1－ΔH2)
b．合理设计反应途径，如，
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
⑤根据物质燃烧热数值计算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|
⑥根据比热公式进行计算
Q＝c·m·ΔT
3．利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤
—先确定待求的方程式
↓
—
↓
—
↓
—
↓
—计算并写出待求的热化学方程式
↓
—检查得出的热化学方程式是否正确
特别提醒
应用盖斯定律时要注意的问题
(1)叠加各反应式时，有的反应要逆向写，ΔH符号也相反，有的反应式要扩大或缩小，ΔH也要相应扩大或缩小。
(2)比较反应热大小时，反应热所带“＋”“－”均具有数学意义，参与大小比较。
(3)利用键能计算反应热时，要注意物质中化学键的个数。如1 mol NH3中含有3 mol N—H键，1 mol P4中含有6 mol P—P键等。
(4)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
基础小题自测
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关。( × )
(2)盖斯定律遵守能量守恒定律。( √ )
(3)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热。( √ )
(4)已知：O3＋Cl===ClO＋O2 ΔH1
ClO＋O===Cl＋O2 ΔH2
则反应O3＋O===2O2的ΔH＝ΔH1＋ΔH2。( √ )
(5)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/mol，则2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的ΔH＝＋92 kJ/mol。( √ )
(6)已知C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g) ΔH2；H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3；CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4；则ΔH1＝ΔH2＋ΔΗ3＋ΔH4。( √ )
(7)H—H键、O===O键和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)的ΔH＝－916 kJ·mol－1。( × )
(8)由H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1可知，1 g H2燃烧生成H2O(g)放出的热量为a kJ。( × )
(9)一个反应一步完成或几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越少。( × )
(10)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2中的ΔH1＜ΔH2。( × )
(11)等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多。( × )
(12)若H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＜0，则HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH2＞0。( √ )
(13)已知相同条件下2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1，反应2SO2(s)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。( × )
(14)对一可逆反应加入催化剂，改变了反应途径，反应的ΔH也随之改变。( × )
2．深度思考：
(1)下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是__②③④__。
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(ag) ΔH8
(2)物质A在一定条件下可发生一系列转化，完成下列填空。
①A→F，ΔH＝__－ΔH6__；
②ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝__0__；
③C→F，|ΔH|__＝__|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；
④|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|__＝__|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|。
(3)(2021·河北唐县第一中学高三月考)真空碳热还原—氧化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g) ΔH＝b kJ·mol－1
反应Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝__(a＋b)__kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
考点突破提升
微考点1 利用盖斯定律计算ΔH
典例1 (1)已知：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。在含少量I－的溶液中，H2O2分解反应过程为：
ⅰ．H2O2(l)＋I－(aq)===H2O(l)＋IO－(aq) ΔH1
ⅱ．H2O2(l)＋IO－(aq)===H2O(l)＋O2(g)＋I－(aq) ΔH2
下列说法不正确的是( C )
A．ΔH1＋ΔH2＝ΔH
B．I－是H2O2分解反应的催化剂
C．欲分解2 mol H2O2(l)，至少需要提供98 kJ的热量
D．若生成1 mol O2，则反应ⅱ转移电子的物质的量为2 mol
[解析] 根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ可得：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)，则有ΔH1＋ΔH2＝ΔH，A项正确；该反应中，I－是过程ⅰ的反应物，是过程ⅱ的生成物，故I－是H2O2分解反应的催化剂，B项正确；反应2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，分解2 mol H2O2(l)放出98 kJ的热量，C项错误；反应ⅱ中碘元素由＋1价降低到－1价，则生成1 mol O2时转移2 mol电子，D项正确。
(2)(2021·经典习题汇编)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol－1
CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1
则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝__－116__kJ·mol－1。
[解析] ①CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝83 kJ·mol－1
②CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol－1
③CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol－1
根据盖斯定律，(①＋②＋③)×2可得4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O (g)，据此计算该反应的ΔH＝(ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)×2＝－116 kJ·mol－1。
萃取精华：
反应热的计算方法
〔对点集训1〕 (2020·海南等级考模拟，4)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－572 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ/mol
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH3＝－1 367 kJ/mol
则2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(I) ΔH为( B )
A．＋278 kJ/mol B．－278 kJ/mol
C．＋401.5 kJ/mol D．－401.5 kJ/mol
[解析] 将题给三个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律按照×①＋2×②－③，可得目标热化学方程式2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(l) ΔH＝－278 kJ/mol。
(2)①(2021·经典习题汇编)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
已知：(g)===(g)＋H2(g)
ΔH1＝100.3 kJ·mol－1Ⓐ
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1Ⓑ
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)Ⓒ
ΔH3＝__89.3__kJ·mol－1。
②采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：
已知：A．2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)
ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
B．2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝__＋53.1__kJ·mol－1。
[解析] ①根据盖斯定律知，将反应Ⓐ、Ⓑ叠加得反应Ⓒ。故ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3 kJ·mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。
②已知：
A．2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
B．2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知，A×－B即得到N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋53.1 kJ·mol－1。
[易错警示] 应用盖斯定律的注意事项
(1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。
(2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固―→液―→气变化时，会吸热；反之会放热。
微考点2 利用盖斯定律判断ΔH间的关系
典例2 (1)(2021·山东淄博高三检测)下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1＞ΔH2的是( A )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH1；
2SO3(g)O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D．已知反应：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH＜0，
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
[解析] 根据盖斯定律，氢气和氧气反应生成液态水放热多，所以ΔH1＞ΔH2，故A项正确；依据盖斯定律，固体硫变为气态硫需要吸收热量，所以ΔH1＜ΔH2，故B项错误；二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应，三氧化硫分解成二氧化硫和氧气是吸热反应，所以ΔH1＜ΔH2，故C项错误；由反应C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2，根据盖斯定律和已知条件可知：ΔH1－ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，故D项错误。
(2)(2021·天津高三月考)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( A )
A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH2
则有ΔH1＞ΔH2
B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH1
Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH2，则有ΔH1＜ΔH2
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
则有ΔH1＜ΔH2
D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH1
Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g) ΔH2，则有ΔH1＜ΔH2
[解析] 将A中的热化学方程式依次编号为①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2，A错误；等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1＜ΔH2，B正确；将C中的两个反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＜0，则ΔH1＜ΔH2，C正确；Cl原子半径比Br原子半径小，H—Cl键的键能比H—Br键的键能大，故ΔH1＜ΔH2，D正确。
萃取精华：
反应热大小比较的注意要点
反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：
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。
化学计量数
当反应物和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。
可逆反应与反应热(ΔH)
正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)，2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。
〔对点集训2〕 (2021·浙江高三测试)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
M2＋(g)＋CO(g)M2＋(g)＋O2－(g)＋CO2(g)
ΔH1 ΔH3
MCO3(s) MO(s)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( C )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
[解析] 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又易知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。ΔH1表示断裂CO和M2＋的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越多，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，故A项正确，不符合题意；ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，故B项正确，不符合题意；由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＜0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)＞ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)＞0，故C项错误，符合题意；由上分析可知ΔH1＋ΔH2＞0，ΔH3＜0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，故D项正确，不符合题意。
萃取精华：
反应热大小的比较规律
吸热反应的ΔH比放热反应的ΔH大(前者大于0，后者小于0)
等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多
例：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0 C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＜0；ΔH1为完全燃烧放出的热量多，又ΔH1和ΔH2均为负值，所以ΔH1＜ΔH2
产物相同时，A(g)燃烧放出的热量比等量的A(s)燃烧放出的热量多
例：S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
反应物相同时，生成C(l)所放出的热量比生成等量的C(g)放出的热量多
例：A(g)＋B(g)===C(l) ΔH1＜0
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论值
例：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2反应达平衡后，放出的热量小于197 kJ
对于同一反应，化学计量数大的，对应放出(吸收)的热量多
例：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＜0
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2＜0 则ΔH1＜ΔH2
生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或强酸和弱碱或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多
离子电荷相同时，半径越小，断裂离子键时吸收的能量越多
若比较的是ΔH的大小，则看的是ΔH的整体数值，包括正负号进行比较 ；若题中所说的是放出(吸收)的热量大小比较，则比较的是ΔH的绝对值大小
本讲要点速记：
1．物质能量与反应吸、放热之间的两个关系：
(1)E反应物＞E生成物，放热反应，ΔH＜0。
(2)E反应物＜E生成物，吸热反应，ΔH＞0。
2．热化学方程式书写与判断的注意事项：
(1)注意标明物质的聚集状态。
(2)注意ΔH的符号与单位。
(3)注意ΔH的数值与计量数是否对应。
(4)燃烧热、中和热等条件的限制。
3．了解燃烧热和中和热的两点联系
(1)对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变小于零。
(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
4．盖斯定律的两个关键：
(1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。
(2)利用盖斯定律可间接计算某些反应的反应热。
5．盖斯定律中的两个关系
(1)总反应方程式＝各步反应方程式之和
(2)总反应的焓变＝各步反应的焓变之和
6．反应热的计算
(1)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量
利用公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
如已知H2的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，燃烧H2的物质的量为2 mol，则H2燃烧放出的热量为2 mol×285.8 kJ·mol－1＝571.6 kJ。
(2)依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E生成物－E反应物
(3)根据键能数据计算
ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和
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