資源簡介

化學反應中的熱
一、放熱反應與吸熱反應
1 ．放熱反應與吸熱反應
(1)放熱反應： 放出熱量的化學反應。
(2)吸熱反應： 吸收熱量的化學反應。
2 ．化學能與熱能轉化的實驗探究
(1)鎂與鹽酸反應
實驗操作 實驗現象 實驗結論
產生大量氣泡、溫度計指示溫 度升高 鎂與鹽酸反應的離子方程式 為 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ , 該反應放出熱量
(2)Ba(OH)2·8H2O 與 NH4Cl 晶體反應
實驗操作 實驗現象 實驗結論
a.有刺激性氣味氣體產生 b ．用手摸燒杯底部有冰涼感覺 c．用手拿起燒杯，玻璃片黏結到燒杯 的底部 d ．燒杯內反應物成糊狀 化學方程式為 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=== BaCl2+2NH3↑+10H2O， 該反應吸收熱量
3.常見的放熱反應和吸熱反應
放熱反應 吸熱反應
a ．燃燒反應 b. 中和反應 c.金屬與酸（水）反應 d.大多數化合反應(如 CaO 與 H2O 反應) e ．鋁熱反應 f．物質的緩慢氧化 a ．大多數物質的分解反應 (如 CaCO3 分解) b ．Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 反應 c .
注意：(1)化學反應表現為吸熱或放熱與反應開始時是否需要加熱無關,需要加熱的反應不一 定是吸熱反應(如 C+O2 CO2),不需要加熱的反應也不一定是放熱反應。
(2)濃硫酸稀釋、NaOH 固體溶于水均放熱, 因為不是化學反應,故放出的熱量均不是反應熱。
(3)化學反應速率快慢與反應是吸熱還是放熱無關。
例題 1.下列反應既屬于氧化還原反應，又屬于吸熱反應的是( )
A ．鋁片與稀鹽酸反應 B ．Ba(OH)2·8H2O 與 NH4Cl 的反應
C ．灼熱的炭與 CO2 反應 D ．甲烷在氧氣中的燃燒反應
1
二、熱化學方程式
1 ．概念
能表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。
2 ．書寫熱化學方程式的注意事項
(1)ΔH 只能寫在標有反應物和生成物狀態的化學方程式的右邊，并用“空格” 隔開。若
為放熱反應，ΔH 為“ - ; 若為吸熱反應， ΔH 為“ ＋” 。ΔH 的單位是 J/mol 或 kJ/mol。
(2)由于 ΔH 與測定條件有關(壓強對反應的焓變影響很小)，因此應在 ΔH 后注明反應 溫度(若不注明， 則表示在 25 ℃下測定)，因為在不同溫度下進行同一反應時，反應的焓變
是不同的。
(3)熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該物質的物質的量，并不表
示該物質的分子數或原子數，因此化學計量數可以是整數，也可以是分數。
(4)要在物質的化學式后面用括號注明參加反應的物質的聚集狀態，一般用英文字母 g、
l 和 s 分別表示物質的氣態、液態和固態， 溶液則用 aq 表示。
(5)根據焓的性質，若熱化學方程式中各物質的化學計量數加倍，則 ΔH 的數值也加倍；
若反應逆向進行，則 ΔH 改變符號， 但絕對值不變。
(6)對于可逆反應，ΔH 的值為其反應物完全轉化為生成物時的量，例如 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－Q kJ/mol ，ΔH 表示的意義是 2 mol SO2 氣體和 1 mol O2 氣體完全反應 生成 2 mol SO3 氣體時放出的熱量為 Q kJ。但是 2 mol SO2 氣體和 1 mol O2 氣體在實際反應
時放出的熱量要小于 Q kJ，因為 2 mol SO2 氣體和 1 mol O2 氣體不可能完全轉化為 SO3。
3 ．意義
熱化學方程式不僅表示化學反應中的物質變化，也表明了能量變化。
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol，表示在 25_℃和 101_kPa 條件下，1_mol H2(g)
與 mol O2(g)完全反應生成 1_mol H2O(l)時放出熱量 285.8 kJ
例題 1.已知 0.3 mol 的氣態高能燃料乙硼烷(B2H6)在 O2 中燃燒，生成固態三氧化二硼和液態
水，放出 649.5 kJ 的熱量，其熱化學方程式為 。
(
2.
化學反應
N
2
＋
3H
2
)2NH3 的能量變化如下圖所示， 該反應的熱化學方程式是( )
(
2NH
3
(l) Δ
H
＝
2(
a
－
b
－
c
) kJ/mol
2NH
3
(g) Δ
H
＝
2(
b
－
a
) kJ/mol
NH
3
(l) Δ
H
＝
2(
b
＋
c
－
a
) kJ/mol
NH
3
(g)
Δ
H
＝
2(
a
＋
b
) kJ/mol
)A．N2(g)＋3H2(g)
B．N2(g)＋3H2(g)
C.N2(g)＋H2(g)
D.N2(g)＋H2(g)
2
(
1.
判斷正誤
化學反應必然伴隨能量變化(
)
化學反應中的能量變化一定體現為熱能的變化(
)
)3.在 25 ℃ 、101 kPa 下， 10 g 甲醇燃燒生成 CO2 和液態水時放熱 226.8 kJ，下列熱化學方程
式正確的是( )
A ．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.8 kJ/mol
B ．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－ 1 452 kJ/mol
C ．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ/mol
D ．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1 452 kJ/mol
4.下列熱化學方程式書寫正確的是( )
A ．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝＋1 367.0 kJ·mol－1
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1
C ．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.8 kJ·mol－1
D ．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1
三、化學反應過程中能量變化的原因
1.宏觀角度
3
放熱反應
吸熱反應
放熱反應
吸熱反應
物質所具有的能量越低越穩定！！！！ 石墨比金剛石穩定！
物質所具有的能量越高， 越不穩定， 越容易發生化學反應( )
2.在 25℃ 、101 kPa 下， 1 mol 白磷(P4)完全燃燒放出的熱量和 4 mol 紅磷(P)完全燃燒放出的
熱量關系如下圖所示。由此判斷，下列說法正確的是( )
A ．由紅磷轉化為五氧化二磷是吸熱反應
B ．由紅磷轉化為白磷是放熱反應
C ．由紅磷轉化為白磷是吸熱反應
D ．等質量的紅磷比白磷完全燃燒放出的熱量多
3 ．下列關于化學反應與能量變化說法正確的是( )
A ．在高溫、高壓條件下發生的反應一定是吸熱反應
B ．等量的H2 在Cl2 中燃燒或與Cl2 混合光照發生爆炸，兩者放出的熱量相同
C ．水汽化需要吸收能量， 所以水汽化屬于吸熱反應
D ．X(s) = Y(s) 是放熱反應， 則X比Y穩定
2 ．微觀角度
鍵能： 破壞（形成） 1mol 化學鍵所吸收（放出）的能量是該化學鍵的鍵能。
鍵能越大， 化學鍵越強。
例題 1. 已知：①4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－ 1 269 kJ·mol－1
②
下列說法正確的是( )
A ．斷開 1 mol O—O 鍵比斷開 1 mol N—N 鍵所需能量少 448 kJ[來^@源:zzstep&.co#%m]
B ．斷開 1 mol H—O 鍵與斷開 1 mol H—N 鍵所需能量相差約 72.6 kJ
C ．由以上鍵能的信息可知 H2O 的沸點比 NH3 高
D ．由元素非金屬性的強弱可知 H—O 鍵的穩定性比 H—N 鍵弱
2. 已知 H—H 鍵鍵能為 436 kJ·mol－1，H—N 鍵鍵能為 391 kJ·mol－1，根據熱化學方程式 N2(g) +3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，則 N≡N 鍵的鍵能是( )
A ．431 kJ·mol－1 B ．946 kJ·mol－1 C ．649 kJ·mol－1 D ．869 kJ·mol－1
4
3．已知某化學反應 2B2A(g)===A2(g)＋2B2(g)(B2A.A2.B2 的分子結構分別為 B—A—B、A===A、
B—B)的能量變化如圖所示，下列有關敘述不正確的是( )
A ．該反應的進行一定需要加熱
B ．該反應的 ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1
C ．由 2 mol A(g)和 4 mol B(g)形成 1 molA===A 鍵和 2 molB—B 鍵，放出 E2 kJ 能量[來
D ．該反應中，反應物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和
4 ．已知： H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－546.3 kJ/mol，下列說法正確的是( )
A ．H2 和 F2 反應生成 HF 的反應是吸熱反應
B ．在相同條件下，1 mol H2 與 1 mol F2 的能量總和大于 2 mol HF 氣體的能量
C . ΔH＝E(H2)＋E(F2)－E(HF)(E 表示鍵能)
D ．通常情況下， 該反應發生的條件是加熱或光照
5. SF6 可用作高壓發電系統的絕緣氣體， 分子呈正八面體結構，如圖所示：
已知： S-F 鍵， F-F 鍵的鍵能分別為327kJ . mol-1 、159kJ . mol-1。則SF4 (g)+F2 (g)=SF6 (g) ΔH 等
于( )
A ．-495kJ . mol-1 B ．+495kJ . mol-1 C ．+3111kJ . mol-1 D ．-3111kJ . mol-1
四、燃料燃燒釋放的能量
1 ．燃料的熱值
在一定條件下單位質量的可燃物完全燃燒所放出的熱，單位是 kJ·g－1。
問：氫氣的熱值最高，但是為什么沒有普遍運用？
2 ．燃料使用的現狀與問題
(1)當前我國使用最多的能源：化石燃料， 即煤、石油、天然氣。
(2)化石燃料需亟待解決的問題：
(3)解決燃料燃燒存在問題的研究方向
①研究化石燃料完全燃燒的條件和減少燃料燃燒產生的熱量損耗的技術，研究提高燃
5
料利用率的措施；
②防止燃料燃燒造成的環境污染；
③通過化學方法把石油、煤等化石燃料轉化為清潔燃料；
煤的氣化、煤的液化均為化學變化。
④開發氫能、核能、太陽能等清潔、高效的新能源。
例題 1.C、CO、CH4、C2H5OH 是常用燃料，1 g 上述物質分別完全燃燒生成 CO2(g)和 H2O(l) 時， 放出的熱量依次為 32.8 kJ、10.1 kJ、55.6 kJ、29.7 kJ。相同物質的量的這 4 種燃料完全
燃燒， 放出熱量最多的是( )
A ．C B ． CO C ． CH4 D ．C2H5OH
2.一種生產和利用氫能的途徑如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A ．氫能屬于二次能源
B ．圖中能量轉化的方式至少有 6 種
C ．太陽能電池的供電原理與燃料電池相同
D ．太陽能、風能、氫能都屬于新能源
3.下列措施可以提高燃料燃燒效率的是( )
①提高燃料的著火點 ②降低燃料的著火點 ③將固體燃料粉碎 ④將液體燃料霧化處
理 ⑤將煤進行氣化處理 ⑥通入適當過量的空氣
A . ①③④⑤ B . ②③⑤⑥ C . ③④⑤⑥ D . ①②③④
綜合題
1 ．科學家致力于二氧化碳甲烷化研究，期待早日實現“碳中和” 的愿景．下列是二氧化碳甲
烷化技術的過程圖， 微粒吸附在催化劑表面可用*代表吸附，下列說法錯誤的是( )
A ．I → II 的反應方程式為*OH + H2 + CO2 → *HCO3 + 2*H
B ．II → III 的過程中有C O 鍵的斷裂也有O H 鍵形成
6
C . Ⅲ → I 存在兩種路徑，這兩種路徑中III與I的能量差值不同
D ．每生成1molCH4 轉移電子數為8NA
2.如圖所示為CFCl3 破壞臭氧層的過程，下列說法不正確的( )
A ．過程Ⅰ中斷裂極性鍵C—Cl 鍵
B ．過程Ⅱ可用方程式表示為O3＋Cl===ClO＋O2
C ．過程Ⅲ中O＋O===O2 是吸熱過程
D．上述過程說明CFCl3 中的氯原子是破壞臭氧層的
催化劑
隨堂練習
1 ．熱化學方程式： H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－ 184.6 kJ·mol－1 的敘述正確的是( )
A ．一分子 H2 和 Cl2 反應，放出熱量 184.6 kJ
B ．1 mol H2 和 Cl2 完全反應生成 2 mol HCl 放出的熱量為 184.6 kJ
C．在 25 ℃ 、101 kPa 時， 1 mol 氣態 H2 和 1 mol 氣態 Cl2 完全反應生成 2 mol HCl 氣體， 放
出的熱量為 184.6 kJ
D．在 25 ℃ 、101 kPa 時， 1 mol 氣態 H2 和 1 mol 氣態 Cl2 完全反應生成 2 mol HCl 氣體， 吸
收的熱量為 184.6 kJ
2 ．以 NA 代表阿伏加德羅常數， 則關于熱化學方程式 C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－ 1 300 kJ·mol－1 的說法中， 正確的是( )
A ．當有 10 NA 個電子轉移時，該反應放出 1 300 kJ/mol 的能量
B ．當有 NA 個水分子生成且為液體時，該反應吸收 1 300 kJ 的能量
C ．當有 2NA 個碳氧共用電子對生成時， 該反應放出 1 300 kJ 的能量
D ．當有 8NA 個碳氧共用電子對生成時， 該反應放出 1 300 kJ 的能量
3 ．1g 碳與適量水蒸氣反應生成 CO 和 H2 ，需吸收 10.94KJ 熱量，此反應的熱化學方程式為
( )
A ．C + H2O=CO + H2 ΔH=+131.3KJ·mol- 1
B ．C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+10.94KJ·mol- 1
C ．C(s)+ H2O(l)=CO(g) + H2(g) ΔH= +131.3KJ·mol- 1
D ．C(s)+ H2O(g)=CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3KJ·mol- 1
7
4 ．如圖是金屬鎂和鹵素單質 X2 反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是( )
A ．由 MgCl2 制取 Mg 是放熱過程
B ．熱穩定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C ．金屬鎂和鹵素單質 X2 的反應都是放熱反應
D ．由圖可知，此溫度下 MgI2(s)所含化學鍵的鍵能最大
5.最新報道：科學家首次用 X 射線激光技術觀察到 CO 與 O 在催化劑表面形成化學鍵的過
程。反應過程的示意圖如下：
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下列說法正確的是( )
A ．CO 和 O 生成 CO2 是吸熱反應
C ．CO 和 O 生成了具有共價鍵的 CO2
B ．在該過程中， CO 斷鍵形成 C 和 O
D ．狀態Ⅰ→狀態Ⅲ表示 CO 與 O2 反應的過程
6. 化學反應N2 ＋ H2 NH3 的能量變化如圖所示，下列說法正確的是 ( )
A ．斷裂 1 mol N≡N 鍵和 3 mol H—H 鍵， 吸收a kJ 熱量
B. N2(g)＋H2(g) NH3(l) ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1
C ．1 mol N(g)與 3 mol H(g)形成 1 molNH3(l)，放出 b kJ 熱量
D ．液態氨的能量高于氣態氨
7 ．已知氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中， 破壞 1 mol H2 中的化學鍵消 耗的能量為 Q1 kJ，破壞 1 mol Cl2 中的化學鍵消耗的能量為 Q2 kJ，形成 1 mol HCl 中的化學
鍵釋放的能量為 Q3 kJ，下列關系式正確的是( )
A ．Q1＋Q2>Q3 B ．Q1＋Q2>2Q3 C ．Q1＋Q28 ．已知一定條件下斷裂或形成某些化學鍵的能量關系如下表：
斷裂或形成的化學鍵 能量數據
斷裂 1 mol H2 分子中的化學鍵 吸收能量 436 kJ
斷裂 lmol Cl2 分子中的化學鍵 吸收能量 243 kJ
斷裂 1 mol HCl 分子中的化學鍵 吸收能量 431 kJ
對于反應： H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列說法正確的是( )
A ．該反應的反應熱 ΔH>0
B ．生成 1 mol HCl(g)時反應放熱 431 kJ
C ．氫氣分子中的化學鍵比氯氣分子中的化學鍵更牢固
D ．相同條件下， 氫氣分子具有的能量高于氯氣分子具有的能量
9 ．白磷與氧氣可發生反應：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：
P-P：a kJ·mol- 1 、P-O：b kJ·mol- 1 、P=O：ckJ·mol- 1 、O=O：d kJ·mol- 1 ，根據圖示的分子結構
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和有關數據估算 1 mol 白磷反應放出的熱量，
A ．(6a＋5d-4c- 12b) kJ
C ．(4c＋12b-4a-5d) kJ
其中正確的是( ) B ．(4c＋12b-6a-5d) kJ
D ．(4a＋5d-4c- 12b) kJ
10.(1)天然氣燃燒發生反應：CH4 (g)+ 2O2 (g)點燃CO2 (g)+ 2H2O (g ) ，斷裂 1mol 化學鍵吸
收的能量如表所示， 1molCH4 (g) 完全燃燒釋放的熱量是 kJ。
化學鍵 O=O C=O H-O C-H
E/(kJ/mol) 498 745 460 414

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