化学反应与能量变化
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。 2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。
3、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量。 4、知道反应热和焓变的含义。
5、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
重点难点：
1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。 2、△H 的“+”与“-”。
【知识要点梳理】
1、有效碰撞
知识点一：几个概念模型
含义：引起分子间发生化学反应的碰撞 说明：如下图所示
（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 （2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件
（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快
2、活化分子
含义：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子 说明：
（1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分子运动的取向问题。
（2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关
3、活化能
含义：活化分子高出反应物分子平均能量的部分 说明：
（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定
（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。
（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。如图所示： E1 ：活化能
E2 ：活化分子变成生成物分子放出的能量 E2-E 1：化学反应前后的能量变化
4、催化剂
说明：如图所示，催化剂改变了反应过程
知识点二：反应热 焓变等相关概念
1、反应热
定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量 符号：用Q 表示
Q>0，表示吸热；Q
含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H 。△H 为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。△H ＝H （反应产物）－H （反应物） 说明：
（1）反应热与焓变的关系
热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：Q P =∆H ，其中：Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。 （2）△H 的正负与吸放热的关系
当△H 为“－”或小于0，为放热反应；当△H 为“+”或大于0，为吸热反应。 （3）吸放热与物质能量的关系
放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H ＜0。 吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H ＞0。 （4）吸放热与化学键的关系
反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。
反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。
知识点三：热化学方程式
1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 例如： H 2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol
2、意义：既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。 说明：
（1）热化学方程式必须标出能量变化。
（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。
（3）热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。
【规律方法指导】
正确理解和应用热化学方程式的注意事项
1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。
2、△H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现。若为放热反应，△H 为“－”；若为吸热反应，△H 为“＋”。△H 的单位一般为kJ/mol。
3、反应热△H 与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明△H 的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热△H ，指25℃（298K ）、101KPa 时的反应热△H （绝大多数反应热△H 是在25℃、101KPa 时测定的）。
4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H 的数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g 液体：l 固体：s 稀溶液：aq ），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。
5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，确只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量数不同，反应热△H 也不同。如：
6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H 数值相等，符号相反。如：
7、反应热△H 的单位kJ/mol中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质。如
。
指“每摩
反应”，放出571.6kJ 的能量，而不是指反应中各物质的物质的量。
8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。 如：
是指2mol SO 2(g)和1mol O 2(g)
完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO 2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q ，因反应不能完全转化生成2mol SO 3(g)，故Q ＜197kJ 。
9、关于反应热的大小比较问题，注意理解；有两种情况，其一是比较Q （热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H ，那么就与“＋”“－”符号有关。 如
两反应的反应热的关系为a
【经典例题透析】
类型一：反应热、△H
等概念的理解及运用
1 下列说法或表示法错误的是 （ ）
A. 吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低 B. 放热反应的△H ＞0
C. 需要加热才能发生反应一定是吸热反应 D. 酸碱中和反应都是放热反应
解析：A 反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更高。B 根据焓的意义，放热反应的△H ＜0 。C 吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的；反应加热是化学反应发生的条件两者属于不同的范畴。D 中和反应是放热的。 答案：BC
变式练习1： 对下列化学反应热现象，不正确的说法是（ ） A ．放热的反应发生时不必加热
B ．化学反应一定有能量变化
C ．化学反应一般地说，吸热反应需要加热后才能发生 D ．化学反应热效应数值与反应物质多少有关
解析：考查对反应热的意义的理解；反应是否加热与化学反应的吸放热没有必然的联系。 答案： AC
变式练习2： 下列说法正确的是（ ） A ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B ．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C ．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热 D ．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等) 也能发生反应 答案：CD
2 已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：
4P （白磷，s ）+5O2(g)=2P2O 5(s)；△H= -a kJ/mol 4P （红磷，s ）+5O2(g)=2P2O 5(s)；△H= -b kJ/mol 若a 、b 均大于零，则a 和b 的关系为（ ）
A ．a ＜b B．ａ＝ｂ C ．ａ＞ｂ D．无法确定
解析：放热反应中能量的释放值是反应物比产物多出的能量；上述反应中，白磷能量高（能量越低越稳定），所以反应中释放的能量也大。 答案：C
类型二：
热化学方程式的意义及书写
3 热化学方程式C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示
（ ）
A ．碳和水反应吸收131.3kJ 能量
B ．1mol 碳和1mol 水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ 热量
C ．1mol 固态碳和1mol 水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
解析：热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H 中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。 答案：C
4 （全国高考题）已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态
水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）
A．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝－4b kJ/mol
B ．C 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2CO 2（g ）＋H 2O （l ） △H ＝2b kJ/mol
C ．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝－2b kJ/mol D ．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝b kJ/mol
解析：根据放热反应的△H ＜0排除B 、D ；根据焓变与物质的量的关系计算得出生成4mol 二氧化碳气体时放出的热量为4b kJ。 答案：A
变式练习3：（2003天津）已知在1×10Pa ，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ 热量，下列热化学方程式正确的是（ ） A ．H 2O （g ）＝H 2（g ）＋1/2O2（g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol B ．2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ） ΔH ＝－484kJ ·mol C ．H 2（g ）＋1/2O2（g ）＝H 2O （g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol D ．2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （g ） ΔH ＝＋484kJ ·mol 答案：A
5 将0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B 2H 6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼
－1－1－1－1
5
和液态水，放出649.5kJ 热量，该反应的热化学方程式为___________。又已知：H 2O （g ）=H2O （l ）；△H 2＝－44.0kJ/mol，则11.2L （标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。
解析： 0.3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ 热量，则1mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：
1mol ×649.5kJ/0.3mol=2165kJ。 因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：
B 2H 6 (g)＋3O 2(g)＝B 2O 3 (s)＋3H 2O(l) △H ＝-2165kJ/mol
由于1mol 水汽化需吸热44kJ ，则3mol 液态水全部汽化应吸热：3mol ×44kJ/mol=132kJ，所以1mol 乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：2165kJ-132kJ=2033kJ，则11.2L （标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：0.5mol ×2033kJ/mol=1016.5kJ。 答案： B2H 6 (g)＋3O 2(g)＝B 2O 3 (s)＋3H 2O(l) △H ＝-2165kJ/mol 1016.5
变式练习4：如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL 盐酸于试管中。试回答下列回答： （1）实验中观察到的现象是____________________。
（2）产生上述现象的原因是____________________。 （3）写出有关反应的离子方程式________________。
（4）由实验推知，MgCl 2溶液和H 2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。
解析：Mg 与盐酸反应放热，而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，烧杯中含有Ca(OH)2析出。当反应物总能量大于生成物总能量时，反应放热。 答案：
（1）①镁片上有大量气泡产生； ②镁片逐渐溶解； ③烧杯中析出晶体 （2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体 （3）Mg ＋2H ＝Mg ＋H 2↑ （4）小于
＋
2＋
燃烧热 能源
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、了解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。
2、知道化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
3、了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
4、了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。 重点难点：燃烧热的概念及相关计算。
【知识要点梳理】
知识点一：反应热的类型
1、燃烧热
(1)概念：在101kPa 时，1mol 物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
(2)注意：燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点。 ① 规定是在101 kPa 压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa 下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。
② 规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性) 。因此，表示可燃物的燃烧热的热
化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C 8H 18的燃烧热为5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为
C 8H 18(l)+O 2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l) △H=－5518kJ/mol
③ 规定生成物为稳定的氧化物．例如C → CO2、H →H 2O(l)、S →SO 2等。
C(s)+O 2(g)=CO(g) △H=－110.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ/mol C 的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。
④ 叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H 表示时取负值。例如，CH 4的燃烧热为890.3kJ/mol，而△H ＝－890. 3kJ/mol。必须以1mol 可燃物燃烧为标准。
3. 表示的意义：例如C 的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa 时，1molC 完全燃烧放出393.5kJ 的热量。
2、中和热
(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H 2O ，这时的反应热叫中和热。 (2)中和热的表示：H (aq)+OH(aq)=H2O(l) △H=－57.3kJ/mol。 (3)注意：
① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H) ≤1mol/L，碱溶液中的c(OH) ≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。
②强酸与强碱的中和反应其实质是H 和OH 反应(即与酸、碱的种类无关) ，通过许多次实验测定，1molH 和1molOH 反应生成1molH 2O 时，放出热量57.3kJ 。其热化学方程式为 H (aq)+OH(aq)=H2O(l)；△H=－57.3kJ/mol
因此，下列中和反应的△H 相同，都为－57.3kJ/mol。
③ 中和热是以生成1molH 2O 为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol 水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1mol H2O 均放热57.3kJ ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
＋
－
＋
－
＋
－＋
－
＋
－
知识点二：能源
1、含义：
能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐及柴草 等等。我国目前使用的主要能源是化石燃料。
2、我国能源的现状
(1)主要是化石燃料蕴藏量有限，而且不能再生，最终将枯竭。 (2)能源利用率低，浪费严重。
(3)能源储量丰富，我国的人均能源拥有量较低。
(4)近年来能源的总消费量与人均消费量情况呈下降趋势，但是，仍然出现了能源危机问题。
3．新能源
类型：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等。 特点：资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。
【规律方法指导】
一、比较燃烧热与中和热
二、混合物燃烧反应热的简单计算-----十字交叉法
1、十字交叉法：是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M(平均) = M1×n1/(n1+n2) + M2×n2/(n1+n2)计算的问题，均可用十字交叉法计算式中， M(平均) 表示混和物的某平均量，M1、M2则表示两组分对应的量。如表示平均分子量，M1、M2则表示两组分各自的分子量，n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额，n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比，有时也可以是两组分的质量比，如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算：混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等；也可以应用在混合物燃烧的反应热计算中。
2、应用举例：
例: 已知下列两个热化学方程:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H ＝-571.6 kJ/mol C 3H 8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H ＝-2220 kJ/mol, 实验测知氢气和丙烷的混和气体共5摩尔完全燃烧时放热3847千焦, 则混和气体中氢气和丙烷的体积比是 A. 1:3 B. 3:1 C.1:4 D. 1:1
[分析]
根据总热量守恒, 满足此式的是 285.8X + 2220 Y = 769.4 (X+Y) 可知X :Y 应为物质的量比, 故十字交叉法得出的是物质的量比, 即体积比
【经典例题透析】类型一：概念的应用
1 下列热化学方程式中，△H 能正确表示物质的燃烧热的是( )
A ．CO(g) +1/2O2(g) =CO2(g) △H ＝-283.0 kJ/mol B ．C(s) +1/2O2(g) =CO(g) △H ＝-110.5 kJ/mol C ．H 2(g) +1/2O2(g)=H2O(g) △H ＝-241.8 kJ/mol
D ．2C 8H 18(l) +25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H ＝-11036 kJ/mol
解析：A 本题旨在考查燃烧热的定义，答案B 不是物质完全燃烧生成稳定的氧化物，答案C 生成物H 2O(g)不是稳定的氧化物，其稳定的氧化物为H 2O(l)，答案D 不是1mol 的完全燃烧不符合燃烧热的概念。 答案：A
变式练习1：下列说法正确的是
A ．在101kPa 时，1mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热 B ．酸和碱发生中和反应生成1mol 水，这时的反应热叫中和热 C ．燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D ．在稀溶液中，1molCH 3COOH 和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ 解析：考查燃烧热和中和热的概念。 答案： C
变式练习2： 已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); △H=–566.0kJ/mol.由此判断CO 的燃烧热是
A. -283.0kJ/mol B. -566.0kJ/mol C. 283.0kJ/mol D. 566.0kJ/mol 解析：叙述燃烧热时，用正值。 答案：C
变式练习3：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应，H (aq)+OH(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH 溶液中加入稀醋酸、浓H 2SO 4、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应△H 、△H 2、△H 3的关系正确的是
A. △H 1>△H 2>△H 3 B. △H 1△H 1>△H 3 D. △H 1>△H 3>△H 2
解析：弱电解质电离吸热，中和过程放热少；浓硫酸稀释放热，中和过程放热多。△H 的比较要注意符号，放热越多，△H 越小。 答案: D
+
-
类型二：有关燃烧热的计算
２ 在一定条件下，CO 和CH 4燃烧的热化学方程式分别为：
2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
CH 4(g) + 2 O2 (g) = C O2 (g) + 2H2O(l) △H =-890 kJ/mol
由1molCO 和3molCH 4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为( ) A ．2912kJ B．2953kJ C．3236kJ D ．3867kJ
解析：1molCO 完全燃烧放出的热量是566kJ/2，3molCH 4完全燃烧放出的热量是890kJ ×3，本题释放的总能量应当是(566/2+890×3 )kJ． 答案：B
变式练习4：甲烷和氢气燃烧的热化学方程式分别如下： CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H 1 2H 2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H 2 2H 2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H 3
常温下取体积为4：1的甲烷和氢气混合气体11.2L(标况) ，完全燃烧后恢复常温，放出热量为( )
A 、0.4△H 1＋0.05△H 3 B、0.4△H 1＋0.05△H 2 C 、0.4△H 1＋0.1△H 3 D、0.4△H 1＋0.2△H 3 解析： 常温下水是液态。 答案：A
变式练习5：相同质量的氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是
(已知这些物质的标准燃烧热分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-1366.8kJ/mol、-890.3 kJ/mol)( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C2H 5OH(l) D. CH4(g) 解析：燃烧热是以1mol 作为量的标准，注意题目中是对质量的比较。 答案：B
变式练习6：城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO 和H 2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式___________________________________. (2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为 C 3H 8(g) +5O2(g)＝3CO 2(g) + 4H2O(l) △H=–2220.0 kJ·热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) ＝CO 2(g) △H=–282.57kJ ·
，又知CO 气体燃烧的,
试比较同物质的量的C 3H 8和CO 燃烧，产生的热量比值约为________________。 (3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H 2(g)+O2(g) ＝ 2H2O(l) △H=–571.6 kJ ·试比较同质量的H 2和C 3H 8燃烧，产生的热量比值约为________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________。 答案： (1)C＋H 2O (2)7.8：1 (3)2.8：1
(4)①不产生CO 2，不会因温室效应而影响大气环境；②H 2来源丰富；③其燃烧产物对环境无污染．
CO ＋H 2．
,
类型三：能源的利用
３ 我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，
下列措施不对的是：
A. 大力发展氢能源 B. 充分利用太阳能 C. 不使用含碳能源 D. 提高能源利用率
解析 ：目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源，提高能源利用率等方面下功夫。
答案：C 变式练习7：下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是( ) A 、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量
B 、绿色植物进行光合作用是，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C 、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用 D 、吸热反应没有利用价值 答案：D
４ (1997全国) 能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的
能源称为一级能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H 2O(l)=2H2(g)+O2(g)；ΔH=517.6 kJ·mol
-1
(1)下列叙述正确的是 ( ) A. 电能是二级能源 B. 水力是二级能源 C. 天然气是一级能源 D ．水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 ( )
A. 构成水的氢是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源 B. 设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气 C. 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气, 同时释放能量 D. 寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 解析：
(1)由题给信息可知：水力、天然气是一级能源，电能是依靠煤燃烧的热能或水、风能、核能等转化而制得的能源，水煤气是CO 和H 2的混合气，它是由焦炭和水蒸汽在高温下反应生成．故电能和水煤气均为二级能源．
(2)水本身并不能燃烧，水分解后生成的H 2才可以燃烧并放出热量，而水的分解是吸热反应，在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物． 答案： (1)A、C (2)A、C
化学反应热的计算
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、知道盖斯定律，能用盖斯定律进行反应热的简单计算。 2、了解反应热计算的过程和方法。
重点难点：盖斯定律的应用
【知识要点梳理】知识点一：盖斯定律
1、盖斯定律的内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成, 其反应热是相同的. 换句话说, 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、盖斯定律直观化
△H ＝△H 1+△H 2
3、盖斯定律的应用
(1)有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 例如：C(s)＋0.5O 2(ｇ)=CO(g)
上述反应在O 2供应充分时，可燃烧生成CO 2、O 2供应不充分时，虽可生成CO ，但同时还部分生成CO 2。因此该反应的△H 无法直接测得。但是下述两个反应的△H 却可以直接测得： C(S)＋O 2(g)=CO2(g) △H 1=-393.5kJ/mol CO(g)＋0.5 O2(g)＝CO 2(g) △H 2＝-283.0kJ/mol 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的△H 。
分析上述反应的关系，即知 △H 1＝△H 2＋△H 3
△H 3＝△H 1－△H 2＝-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)＝-110.5kJ/mol 由以上可知，盖斯定律的实用性很强。
(2)在化学计算中，可利用热化学方程式的组合，根据盖斯定律进行反应热的计算。 (3)在化学计算中，根据盖斯定律的含义，可以根据热化学方程式的加减运算，比较△H 的大小。
知识点二：反应热的计算
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。
热化学方程式的简单计算的依据：
(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。 (2)热化学方程式之间可以进行加减运算。
【规律方法指导】
有关反应热的计算依据归纳
1、根据实验测得热量的数据求算
反应热的定义表明：反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，可以通过实验直接测定。
例如：燃烧6g 炭全部生成气体时放出的热量，如果全部被水吸收，可使1kg 水由20℃升高到67℃，水的比热为4.2kJ/(kg·℃) ，求炭的燃烧热。
分析：燃烧热是反应热的一种，它是指在101Kpa 时，1mol 纯净可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。据题意，先求得1kg 水吸收的热量：Q=cm△t=197.4kJ，由此得出该反应燃烧热为394.8KJ/mol。 (△H=-394.8KJ/mol)
2、根据物质能量的变化求算
根据能量守恒，反应热等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。当E1(反应物) ＞E2(生成物) 时，△H ＜0，是放热反应；反之，是吸热反应。 △H ＝ΣE 生成物－ΣE 反应物 如图所示：
3、根据反应实质键能的大小求算
化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，其中旧键的断裂要吸收能量，新键的生成要放出能量，由此得出化学反应的热效应(反应热) 和键能的关系：△H ＝E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和) 。
例如：根据下表数据，求H 2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热。
分析：根据公式：
△H ＝E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)=(436+243-2×431)KJ/mol=-183KJ/mol
4、根据热化学方程式求算
热化学方程式中表明了化学反应中能量的变化。△H 的大小与方程式中物质的系数大小成正比。
例如： H2 (g) ＋ O 2 (g) = H2O (g) △H ＝ －241.8 KJ/ mol 则： 2 H2 (g) ＋ O2 (g) = 2H2O (g) △H ＝ ？KJ/ mol 分析：当物质的系数变为2倍时，反应热也同时变为2倍。 所以 △H ＝－483.6 KJ/ mol
5、根据盖斯定律的规律求算
盖斯定律是热化学中一个相当有实用价值的定律。其内容是不管化学反应过程是一步完成还是分几步完成，总过程的热效应是相同的，即一步完成的反应热等于分几步完成的反应热之和。利用这一规律，可以从已经测定的反应的热效应来计算难于测量或不能测量反应的热效应，它是间接求算反应热的常用方法。
具体计算方法是：通过热化学方程式的叠加，进行△H 的加减运算。
例如：实验中不能直接计算出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应热，但可测出CH 4、石墨和氢气的燃烧热。试求出石墨生成甲烷的反应热。 ①CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H 1=-890.5KJ/mol ②C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H 2=-393.5KJ/mol ③H 2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H 3=-285.8KJ/mol ④C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) △H 4
分析：根据盖斯定律，可以通过反应①②③的叠加组合出反应④，则反应热的关系为： △H 4=2△H 3+△H 2-△H 1=2×(-285.8 KJ/mol)+(-393.5 KJ/mol)-(-890.5 KJ/mol)=-74.6 KJ/mol。
【经典例题透析】
1已知1 g 氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出120.9KJ 的热量，试计算1000L
标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。 解析：
解法一、根据热化学方程式进行计算
解：设氢气燃烧的热化学反应的反应热 △H ＝ －Q KJ/ mol H2 (g) ＋
O 2 (g)
H 2O (g) △H ＝ －Q KJ/ mol
2 g Q KJ 1 g 120.9 KJ
＝
Q ＝ 241.8 △H ＝ －241.8 KJ/ mol
又设1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q 1 H2 (g) ＋
O 2 (g)
H 2O (g) △H ＝ －241.8 KJ/ mol
22.4 L 241.8KJ 1000 L Q1
＝
Q 1 ＝ 1.08×10 KJ 答：„„„(从略) 。
4
解法二：关系式法：设1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q 1 H 2 (g) ―――――――――△H ＝ －Q KJ/ mol
×22.4L/ mol 120.9 KJ
1000 L Q1
解得： Q1 ＝ 1.08×10 KJ 答：„„„(从略) 。
4
变式练习1：
25℃、101kPa 时，1g 甲醇完全燃烧生成CO 2和液态H 2O ，同时放出22.68kJ 热量，下列表示该反应的热方程式正确的是 ( ) A 、CH 4O(l)+
O 2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H=—725.8kJ · mol
—1—1
B 、2CH 4O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) △H=+1451.6kJ· mol C 、2CH 4O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) △H=—22.68kJ · mol D 、CH 4O(l)+
O 2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H=—725.8kJ · mol
—1—1
解析：方程式中△H 的大小与物质计量数成比例 答案：D
2 求 C (s) ＋O 2 (g) ＝ CO (g) △H 1 „„„„①
－1
„„„„②
－1
已知：C (s) ＋ O2 (g) ＝ CO2 (g) △H 2 ＝ －393.5 KJ·mol
CO ( g) ＋
O 2 (g) ＝ CO2 (g) △H 3 ＝ －283.0 KJ·mol „„„„③ 解析：
方法一：(组合法) 用已知反应热的热化学方程式相互组合(加、减、乘等) ，得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热作相同的组合(加、减、乘等数学计算) 即为所求的反应热。
如：由②－③整理得① ，
则△H 1 ＝ △H 2－△H 3＝〔(－393.5) －(－283.0) 〕＝－110.5 KJ·mol 即： C (s)＋O 2 (g) ＝ CO (g) △H 1＝－110.5 KJ·mol 方法二：热循环图式法 由热循环图示可知： H 1 ＝ △H 2 － △H 3
＝(－393.5KJ ·mol ) －(－283.0KJ ·mol ) ＝ －110.5 KJ·mol
C (s)＋O 2 (g)＝CO (g) ；△H 1 ＝－110.5 KJ·mol
－1
－1－1
－1
－1
－1
变式练习2. 盖斯根据一系列事实于1840年提出“不管化学过程是一步或分数步完成，这一过程热效应相同。”
换而言之：若一个反应可分成几步完成，则各步反应的反应热总和与该反应一次发生时反应热相同。
应用这条原理，解决下面问题：
已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5kJ · mol
—1
CO(g)+
O 2(g)=CO2(g) △H=—283kJ · mol
写出C(s)与O 2(g)反应生成CO(g)的，热化学方程式 。
【分析】先写出C(s)与O 2(气) 反应的化学方程式，由盖斯定律可知，碳完全燃烧生成CO 2这个过程可分为两步完成。第一步是碳不完全燃烧生成CO ，第二步是CO 完全燃烧生成CO 2。这两步的反应热之和应等于完全燃烧时的反应热。
【答案】依题知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5kJ · mol„„① CO(g)+
O 2(g)=CO2(g) △H=—283kJ · mol„„② 反应①-反应②得到
C(s)+
O 2(g)=CO(g) △H=—110.5kJ · mol„„③ 故答案为C(s)与O 2(g)反应生成CO(g)的反应热为110.5kJ ， 其热化学方程式为：③式。
【强调】正确书写热化学方程式要比判断正误档次要高。它要求学生全面掌握书写原则，无一疏漏。要认真细微进行计算，写出简明准确无误的热化学方程式。 变式练习3. 已知常温常压下，P 2和P 4燃烧的热化学方程式分别为： 2P 2(g)+5O2(g)=P4O 10(s) △H=－2695.4kJ/mol
P 4(g)+5O2(g)=P4O 10(s) △H=－2925.1kJ/mol。则下列说法正确的是( ) A. 2P2(g) =P4(g) △H=－229.7kJ/mol B. P2制P 4是放热反应
C. 等质量时，P 2比P 4具有的能量高 D. P2比P 4更加稳定
解析：根据盖斯定律，2P 2(g) =P4(g)的反应热△H=－2695.4－(－
2925.1)=229.7(kJ/mol)>0，所以P 2制P 4是吸热反应；等质量时，P 4具有更高的能量，进而可以推出P 2比P 4更加稳定。 答案：D
3. 在同温同压下，硫燃烧的热化学方程式如下：
—1—1—1
—1
①S(g)+O2(g)=SO2(l) △H 1=a ②S(g)+O2(g)=SO2(g) △H 2=b
③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H 3=c，则a 、b 、c 的大小关系正确的是( ) A. a>b>c B. aa
解析：对于相同条件下的同一物质来说，气态物质具有的能量最高，液态物质次之，固态物质具有的能量最低。根据△H=E产-E 反，所以a=E[SO2(l)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，b=E[SO2(g)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，
c=E[SO2(g)]-E[S(s)]-E[O2(g)]，所以a-b=E[SO2(l)]－E[SO2(g)]
答案：B
变式练习4. 在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别用Q 1和Q 2表示，
2H 2(g)+O2(g)===2H2O(g)+Q1；
2H 2(g)+O2(g)===2H2O(l)+Q2，则Q 1和Q 2的关系是( )
A. Q1=Q2 B. Q1>Q2 C. Q1
【分析】物质的聚集状态不同，放出或吸收的热量不同。水从气态到液态要放热。
【答案】当物质由气态转变为液态时(水蒸气转变为液态水) ，分子间相互吸引力加强，要放出能量，所以选C 。
【强调】物质的聚集状态不同，放出或吸收的热量不同，物质由一种状态转变为同温度下另一种状态，而物质分子不发生变化的过程叫相变，变化过程中变化的能量叫做相变热。当物质由气态转变为液态时，
[如H 2O (g)→ H2O (l)]，分子间相互吸引力加强，要放出能量；当物质由液态转变为气态时
[如H 2O (l)→ H2O (g)]，分子间相互排斥加强，要吸收能量。
4. 已知：2H 2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)+Q3
欲得到相同的热量，所需CO 和H 2的体积比为 。
【分析】请仔细观察分析已知条件中的有关CO ，H 2分别燃烧的化学方程式，从中找出规律，便可得出正确结果。
【答案】因为CO 和H 2分别燃烧均为2mol ，放出热量为Q 3和Q 1，所以Q 3：
Q 1=n(CO):n(H2)=V(CO):V(H2)
故正确答案为Q 3:Q1
【强调】抓CO 、H 2分别完全燃烧的特征是速解此题的捷径。
变式练习5. 已知下列两个热化学方程式：
2H 2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6kJ · mol
C 3H 8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=—2220.0kJ · mol
实验测得H 2与C 3H 8的混合气体共5mol ，完全燃烧时放热3847kJ ，则混合气体中H 2与C 3H 8体积比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 1:1
【分析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出1mol H 2和1mol C 3H 8完全燃烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。
—1—1
【答案】
设H 2的物质的量为x ，则C 3H 8的物质的量为5-x ，则(571.6÷2)x +2220×(5-x)=3847 所以x=3.75mol，由体积之比等于物质的量之比3.75:(5-3.75)=3:1 选B
化学反应与能量变化
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型。 2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。
3、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量。 4、知道反应热和焓变的含义。
5、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
重点难点：
1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写。 2、△H 的“+”与“-”。
【知识要点梳理】
1、有效碰撞
知识点一：几个概念模型
含义：引起分子间发生化学反应的碰撞 说明：如下图所示
（1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件 （2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件
（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快
2、活化分子
含义：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子 说明：
（1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分子运动的取向问题。
（2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关
3、活化能
含义：活化分子高出反应物分子平均能量的部分 说明：
（1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定
（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快。
（3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响。如图所示： E1 ：活化能
E2 ：活化分子变成生成物分子放出的能量 E2-E 1：化学反应前后的能量变化
4、催化剂
说明：如图所示，催化剂改变了反应过程
知识点二：反应热 焓变等相关概念
1、反应热
定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量 符号：用Q 表示
Q>0，表示吸热；Q
含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H 。△H 为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。△H ＝H （反应产物）－H （反应物） 说明：
（1）反应热与焓变的关系
热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：Q P =∆H ，其中：Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。 （2）△H 的正负与吸放热的关系
当△H 为“－”或小于0，为放热反应；当△H 为“+”或大于0，为吸热反应。 （3）吸放热与物质能量的关系
放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即△H ＜0。 吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即△H ＞0。 （4）吸放热与化学键的关系
反应物分子断键时吸收的能量＞生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应。
反应物分子断键时吸收的能量＜生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应。
知识点三：热化学方程式
1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 例如： H 2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；△H= -184.6 kJ/mol
2、意义：既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。 说明：
（1）热化学方程式必须标出能量变化。
（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。
（3）热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。
【规律方法指导】
正确理解和应用热化学方程式的注意事项
1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化。
2、△H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现。若为放热反应，△H 为“－”；若为吸热反应，△H 为“＋”。△H 的单位一般为kJ/mol。
3、反应热△H 与测定条件（温度、压强等）有关。书写热化学方程式时，应注明△H 的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热△H ，指25℃（298K ）、101KPa 时的反应热△H （绝大多数反应热△H 是在25℃、101KPa 时测定的）。
4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H 的数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g 液体：l 固体：s 稀溶液：aq ），才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。
5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，确只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数。对相同化学反应，化学计量数不同，反应热△H 也不同。如：
6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H 数值相等，符号相反。如：
7、反应热△H 的单位kJ/mol中的“/mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质。如
。
指“每摩
反应”，放出571.6kJ 的能量，而不是指反应中各物质的物质的量。
8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热△H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化。 如：
是指2mol SO 2(g)和1mol O 2(g)
完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO 2(g)和1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q ，因反应不能完全转化生成2mol SO 3(g)，故Q ＜197kJ 。
9、关于反应热的大小比较问题，注意理解；有两种情况，其一是比较Q （热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“＋”“－”符号无关，“＋”“－”只表示吸热或放热；其二是比较△H ，那么就与“＋”“－”符号有关。 如
两反应的反应热的关系为a
【经典例题透析】
类型一：反应热、△H
等概念的理解及运用
1 下列说法或表示法错误的是 （ ）
A. 吸热反应是由于反应物的总能量比生成物的总能量低 B. 放热反应的△H ＞0
C. 需要加热才能发生反应一定是吸热反应 D. 酸碱中和反应都是放热反应
解析：A 反应热是物质变化过程中与外界之间的能量交换，吸热反应说明产物的能量更高。B 根据焓的意义，放热反应的△H ＜0 。C 吸放热反应表示的是反应过程中物质能量的一种变化，是物质的本性决定的；反应加热是化学反应发生的条件两者属于不同的范畴。D 中和反应是放热的。 答案：BC
变式练习1： 对下列化学反应热现象，不正确的说法是（ ） A ．放热的反应发生时不必加热
B ．化学反应一定有能量变化
C ．化学反应一般地说，吸热反应需要加热后才能发生 D ．化学反应热效应数值与反应物质多少有关
解析：考查对反应热的意义的理解；反应是否加热与化学反应的吸放热没有必然的联系。 答案： AC
变式练习2： 下列说法正确的是（ ） A ．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B ．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C ．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热 D ．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等) 也能发生反应 答案：CD
2 已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：
4P （白磷，s ）+5O2(g)=2P2O 5(s)；△H= -a kJ/mol 4P （红磷，s ）+5O2(g)=2P2O 5(s)；△H= -b kJ/mol 若a 、b 均大于零，则a 和b 的关系为（ ）
A ．a ＜b B．ａ＝ｂ C ．ａ＞ｂ D．无法确定
解析：放热反应中能量的释放值是反应物比产物多出的能量；上述反应中，白磷能量高（能量越低越稳定），所以反应中释放的能量也大。 答案：C
类型二：
热化学方程式的意义及书写
3 热化学方程式C(s)＋H 2O(g)
CO(g)＋H 2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示
（ ）
A ．碳和水反应吸收131.3kJ 能量
B ．1mol 碳和1mol 水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ 热量
C ．1mol 固态碳和1mol 水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
解析：热化学方程式既表示物质的变化同时表示能量的变化。方程式中，系数只表示物质的量；物质的能量变化与物质的状态有关，所以必须注明反应物、产物的状态；△H 中kJ/mol表示的是在一定条件下，物质的状态确定时，按照每摩尔反应进行时的能量变化。 答案：C
4 （全国高考题）已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态
水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（ ）
A．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝－4b kJ/mol
B ．C 2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2CO 2（g ）＋H 2O （l ） △H ＝2b kJ/mol
C ．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝－2b kJ/mol D ．2C 2H 2（g ）＋5O 2（g ）＝4CO 2（g ）＋2H 2O （l ） △H ＝b kJ/mol
解析：根据放热反应的△H ＜0排除B 、D ；根据焓变与物质的量的关系计算得出生成4mol 二氧化碳气体时放出的热量为4b kJ。 答案：A
变式练习3：（2003天津）已知在1×10Pa ，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ 热量，下列热化学方程式正确的是（ ） A ．H 2O （g ）＝H 2（g ）＋1/2O2（g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol B ．2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （l ） ΔH ＝－484kJ ·mol C ．H 2（g ）＋1/2O2（g ）＝H 2O （g ） ΔH ＝＋242kJ ·mol D ．2H 2（g ）＋O 2（g ）＝2H 2O （g ） ΔH ＝＋484kJ ·mol 答案：A
5 将0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B 2H 6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼
－1－1－1－1
5
和液态水，放出649.5kJ 热量，该反应的热化学方程式为___________。又已知：H 2O （g ）=H2O （l ）；△H 2＝－44.0kJ/mol，则11.2L （标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是________kJ。
解析： 0.3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ 热量，则1mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：
1mol ×649.5kJ/0.3mol=2165kJ。 因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：
B 2H 6 (g)＋3O 2(g)＝B 2O 3 (s)＋3H 2O(l) △H ＝-2165kJ/mol
由于1mol 水汽化需吸热44kJ ，则3mol 液态水全部汽化应吸热：3mol ×44kJ/mol=132kJ，所以1mol 乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：2165kJ-132kJ=2033kJ，则11.2L （标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是：0.5mol ×2033kJ/mol=1016.5kJ。 答案： B2H 6 (g)＋3O 2(g)＝B 2O 3 (s)＋3H 2O(l) △H ＝-2165kJ/mol 1016.5
变式练习4：如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL 盐酸于试管中。试回答下列回答： （1）实验中观察到的现象是____________________。
（2）产生上述现象的原因是____________________。 （3）写出有关反应的离子方程式________________。
（4）由实验推知，MgCl 2溶液和H 2的总能量________（填“大于”“小于”“等于”）镁片和盐酸的总能量。
解析：Mg 与盐酸反应放热，而Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，烧杯中含有Ca(OH)2析出。当反应物总能量大于生成物总能量时，反应放热。 答案：
（1）①镁片上有大量气泡产生； ②镁片逐渐溶解； ③烧杯中析出晶体 （2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体 （3）Mg ＋2H ＝Mg ＋H 2↑ （4）小于
＋
2＋
燃烧热 能源
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、了解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。
2、知道化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
3、了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
4、了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。 重点难点：燃烧热的概念及相关计算。
【知识要点梳理】
知识点一：反应热的类型
1、燃烧热
(1)概念：在101kPa 时，1mol 物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
(2)注意：燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点。 ① 规定是在101 kPa 压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa 下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。
② 规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性) 。因此，表示可燃物的燃烧热的热
化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C 8H 18的燃烧热为5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为
C 8H 18(l)+O 2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l) △H=－5518kJ/mol
③ 规定生成物为稳定的氧化物．例如C → CO2、H →H 2O(l)、S →SO 2等。
C(s)+O 2(g)=CO(g) △H=－110.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=－393.5kJ/mol C 的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。
④ 叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H 表示时取负值。例如，CH 4的燃烧热为890.3kJ/mol，而△H ＝－890. 3kJ/mol。必须以1mol 可燃物燃烧为标准。
3. 表示的意义：例如C 的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa 时，1molC 完全燃烧放出393.5kJ 的热量。
2、中和热
(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H 2O ，这时的反应热叫中和热。 (2)中和热的表示：H (aq)+OH(aq)=H2O(l) △H=－57.3kJ/mol。 (3)注意：
① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H) ≤1mol/L，碱溶液中的c(OH) ≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。
②强酸与强碱的中和反应其实质是H 和OH 反应(即与酸、碱的种类无关) ，通过许多次实验测定，1molH 和1molOH 反应生成1molH 2O 时，放出热量57.3kJ 。其热化学方程式为 H (aq)+OH(aq)=H2O(l)；△H=－57.3kJ/mol
因此，下列中和反应的△H 相同，都为－57.3kJ/mol。
③ 中和热是以生成1molH 2O 为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol 水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1mol H2O 均放热57.3kJ ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
＋
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知识点二：能源
1、含义：
能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐及柴草 等等。我国目前使用的主要能源是化石燃料。
2、我国能源的现状
(1)主要是化石燃料蕴藏量有限，而且不能再生，最终将枯竭。 (2)能源利用率低，浪费严重。
(3)能源储量丰富，我国的人均能源拥有量较低。
(4)近年来能源的总消费量与人均消费量情况呈下降趋势，但是，仍然出现了能源危机问题。
3．新能源
类型：太阳能、生物能、风能、氢能、地热能、海洋能和生物质能等。 特点：资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染。
【规律方法指导】
一、比较燃烧热与中和热
二、混合物燃烧反应热的简单计算-----十字交叉法
1、十字交叉法：是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡可按M(平均) = M1×n1/(n1+n2) + M2×n2/(n1+n2)计算的问题，均可用十字交叉法计算式中， M(平均) 表示混和物的某平均量，M1、M2则表示两组分对应的量。如表示平均分子量，M1、M2则表示两组分各自的分子量，n1、n2表示两组分在混和物中所占的份额，n1:n2在大多数情况下表示两组分物质的量之比，有时也可以是两组分的质量比，如在进行有关溶液质量百分比浓度的计算。十字交叉法常用于求算：混和气体平均分子量及组成、混和烃平均分子式及组成、同位素原子百分含量、溶液的配制、混和物的反应等；也可以应用在混合物燃烧的反应热计算中。
2、应用举例：
例: 已知下列两个热化学方程:2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H ＝-571.6 kJ/mol C 3H 8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) △H ＝-2220 kJ/mol, 实验测知氢气和丙烷的混和气体共5摩尔完全燃烧时放热3847千焦, 则混和气体中氢气和丙烷的体积比是 A. 1:3 B. 3:1 C.1:4 D. 1:1
[分析]
根据总热量守恒, 满足此式的是 285.8X + 2220 Y = 769.4 (X+Y) 可知X :Y 应为物质的量比, 故十字交叉法得出的是物质的量比, 即体积比
【经典例题透析】类型一：概念的应用
1 下列热化学方程式中，△H 能正确表示物质的燃烧热的是( )
A ．CO(g) +1/2O2(g) =CO2(g) △H ＝-283.0 kJ/mol B ．C(s) +1/2O2(g) =CO(g) △H ＝-110.5 kJ/mol C ．H 2(g) +1/2O2(g)=H2O(g) △H ＝-241.8 kJ/mol
D ．2C 8H 18(l) +25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) △H ＝-11036 kJ/mol
解析：A 本题旨在考查燃烧热的定义，答案B 不是物质完全燃烧生成稳定的氧化物，答案C 生成物H 2O(g)不是稳定的氧化物，其稳定的氧化物为H 2O(l)，答案D 不是1mol 的完全燃烧不符合燃烧热的概念。 答案：A
变式练习1：下列说法正确的是
A ．在101kPa 时，1mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热 B ．酸和碱发生中和反应生成1mol 水，这时的反应热叫中和热 C ．燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D ．在稀溶液中，1molCH 3COOH 和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ 解析：考查燃烧热和中和热的概念。 答案： C
变式练习2： 已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); △H=–566.0kJ/mol.由此判断CO 的燃烧热是
A. -283.0kJ/mol B. -566.0kJ/mol C. 283.0kJ/mol D. 566.0kJ/mol 解析：叙述燃烧热时，用正值。 答案：C
变式练习3：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应，H (aq)+OH(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH 溶液中加入稀醋酸、浓H 2SO 4、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应△H 、△H 2、△H 3的关系正确的是
A. △H 1>△H 2>△H 3 B. △H 1△H 1>△H 3 D. △H 1>△H 3>△H 2
解析：弱电解质电离吸热，中和过程放热少；浓硫酸稀释放热，中和过程放热多。△H 的比较要注意符号，放热越多，△H 越小。 答案: D
+
-
类型二：有关燃烧热的计算
２ 在一定条件下，CO 和CH 4燃烧的热化学方程式分别为：
2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
CH 4(g) + 2 O2 (g) = C O2 (g) + 2H2O(l) △H =-890 kJ/mol
由1molCO 和3molCH 4组成的混和气在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为( ) A ．2912kJ B．2953kJ C．3236kJ D ．3867kJ
解析：1molCO 完全燃烧放出的热量是566kJ/2，3molCH 4完全燃烧放出的热量是890kJ ×3，本题释放的总能量应当是(566/2+890×3 )kJ． 答案：B
变式练习4：甲烷和氢气燃烧的热化学方程式分别如下： CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H 1 2H 2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H 2 2H 2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H 3
常温下取体积为4：1的甲烷和氢气混合气体11.2L(标况) ，完全燃烧后恢复常温，放出热量为( )
A 、0.4△H 1＋0.05△H 3 B、0.4△H 1＋0.05△H 2 C 、0.4△H 1＋0.1△H 3 D、0.4△H 1＋0.2△H 3 解析： 常温下水是液态。 答案：A
变式练习5：相同质量的氢气、一氧化碳、乙醇、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是
(已知这些物质的标准燃烧热分别为-285.8 kJ/mol、-283.0 kJ/mol、-1366.8kJ/mol、-890.3 kJ/mol)( )
A. H2(g) B. CO(g) C. C2H 5OH(l) D. CH4(g) 解析：燃烧热是以1mol 作为量的标准，注意题目中是对质量的比较。 答案：B
变式练习6：城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO 和H 2的混合气体，它由煤炭和水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式___________________________________. (2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为 C 3H 8(g) +5O2(g)＝3CO 2(g) + 4H2O(l) △H=–2220.0 kJ·热化学方程式为：CO(g) +1/2O2(g) ＝CO 2(g) △H=–282.57kJ ·
，又知CO 气体燃烧的,
试比较同物质的量的C 3H 8和CO 燃烧，产生的热量比值约为________________。 (3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H 2(g)+O2(g) ＝ 2H2O(l) △H=–571.6 kJ ·试比较同质量的H 2和C 3H 8燃烧，产生的热量比值约为________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________。 答案： (1)C＋H 2O (2)7.8：1 (3)2.8：1
(4)①不产生CO 2，不会因温室效应而影响大气环境；②H 2来源丰富；③其燃烧产物对环境无污染．
CO ＋H 2．
,
类型三：能源的利用
３ 我国二氧化碳的排放量位居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，
下列措施不对的是：
A. 大力发展氢能源 B. 充分利用太阳能 C. 不使用含碳能源 D. 提高能源利用率
解析 ：目前全球能源还主要依靠含碳物质的燃烧。要减少二氧化碳的排放应在开发新能源，提高能源利用率等方面下功夫。
答案：C 变式练习7：下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是( ) A 、化石能源物质内部蕴涵着大量的能量
B 、绿色植物进行光合作用是，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C 、物质的化学能可以在不同的条件下转为热能、电能为人类利用 D 、吸热反应没有利用价值 答案：D
４ (1997全国) 能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的
能源称为一级能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H 2O(l)=2H2(g)+O2(g)；ΔH=517.6 kJ·mol
-1
(1)下列叙述正确的是 ( ) A. 电能是二级能源 B. 水力是二级能源 C. 天然气是一级能源 D ．水煤气是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 ( )
A. 构成水的氢是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源 B. 设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气 C. 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气, 同时释放能量 D. 寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 解析：
(1)由题给信息可知：水力、天然气是一级能源，电能是依靠煤燃烧的热能或水、风能、核能等转化而制得的能源，水煤气是CO 和H 2的混合气，它是由焦炭和水蒸汽在高温下反应生成．故电能和水煤气均为二级能源．
(2)水本身并不能燃烧，水分解后生成的H 2才可以燃烧并放出热量，而水的分解是吸热反应，在发生吸热反应时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物． 答案： (1)A、C (2)A、C
化学反应热的计算
编稿：牟建农 审稿：张 立 责编：宋 杰
【本节学习目标】
1、知道盖斯定律，能用盖斯定律进行反应热的简单计算。 2、了解反应热计算的过程和方法。
重点难点：盖斯定律的应用
【知识要点梳理】知识点一：盖斯定律
1、盖斯定律的内容
不管化学反应是一步完成或分几步完成, 其反应热是相同的. 换句话说, 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、盖斯定律直观化
△H ＝△H 1+△H 2
3、盖斯定律的应用
(1)有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。 例如：C(s)＋0.5O 2(ｇ)=CO(g)
上述反应在O 2供应充分时，可燃烧生成CO 2、O 2供应不充分时，虽可生成CO ，但同时还部分生成CO 2。因此该反应的△H 无法直接测得。但是下述两个反应的△H 却可以直接测得： C(S)＋O 2(g)=CO2(g) △H 1=-393.5kJ/mol CO(g)＋0.5 O2(g)＝CO 2(g) △H 2＝-283.0kJ/mol 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的△H 。
分析上述反应的关系，即知 △H 1＝△H 2＋△H 3
△H 3＝△H 1－△H 2＝-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)＝-110.5kJ/mol 由以上可知，盖斯定律的实用性很强。
(2)在化学计算中，可利用热化学方程式的组合，根据盖斯定律进行反应热的计算。 (3)在化学计算中，根据盖斯定律的含义，可以根据热化学方程式的加减运算，比较△H 的大小。
知识点二：反应热的计算
根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。
热化学方程式的简单计算的依据：
(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。 (2)热化学方程式之间可以进行加减运算。
【规律方法指导】
有关反应热的计算依据归纳
1、根据实验测得热量的数据求算
反应热的定义表明：反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，可以通过实验直接测定。
例如：燃烧6g 炭全部生成气体时放出的热量，如果全部被水吸收，可使1kg 水由20℃升高到67℃，水的比热为4.2kJ/(kg·℃) ，求炭的燃烧热。
分析：燃烧热是反应热的一种，它是指在101Kpa 时，1mol 纯净可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。据题意，先求得1kg 水吸收的热量：Q=cm△t=197.4kJ，由此得出该反应燃烧热为394.8KJ/mol。 (△H=-394.8KJ/mol)
2、根据物质能量的变化求算
根据能量守恒，反应热等于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量的差值。当E1(反应物) ＞E2(生成物) 时，△H ＜0，是放热反应；反之，是吸热反应。 △H ＝ΣE 生成物－ΣE 反应物 如图所示：
3、根据反应实质键能的大小求算
化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，其中旧键的断裂要吸收能量，新键的生成要放出能量，由此得出化学反应的热效应(反应热) 和键能的关系：△H ＝E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和) 。
例如：根据下表数据，求H 2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热。
分析：根据公式：
△H ＝E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)=(436+243-2×431)KJ/mol=-183KJ/mol
4、根据热化学方程式求算
热化学方程式中表明了化学反应中能量的变化。△H 的大小与方程式中物质的系数大小成正比。
例如： H2 (g) ＋ O 2 (g) = H2O (g) △H ＝ －241.8 KJ/ mol 则： 2 H2 (g) ＋ O2 (g) = 2H2O (g) △H ＝ ？KJ/ mol 分析：当物质的系数变为2倍时，反应热也同时变为2倍。 所以 △H ＝－483.6 KJ/ mol
5、根据盖斯定律的规律求算
盖斯定律是热化学中一个相当有实用价值的定律。其内容是不管化学反应过程是一步完成还是分几步完成，总过程的热效应是相同的，即一步完成的反应热等于分几步完成的反应热之和。利用这一规律，可以从已经测定的反应的热效应来计算难于测量或不能测量反应的热效应，它是间接求算反应热的常用方法。
具体计算方法是：通过热化学方程式的叠加，进行△H 的加减运算。
例如：实验中不能直接计算出由石墨和氢气生成甲烷反应的反应热，但可测出CH 4、石墨和氢气的燃烧热。试求出石墨生成甲烷的反应热。 ①CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H 1=-890.5KJ/mol ②C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H 2=-393.5KJ/mol ③H 2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H 3=-285.8KJ/mol ④C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) △H 4
分析：根据盖斯定律，可以通过反应①②③的叠加组合出反应④，则反应热的关系为： △H 4=2△H 3+△H 2-△H 1=2×(-285.8 KJ/mol)+(-393.5 KJ/mol)-(-890.5 KJ/mol)=-74.6 KJ/mol。
【经典例题透析】
1已知1 g 氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出120.9KJ 的热量，试计算1000L
标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。 解析：
解法一、根据热化学方程式进行计算
解：设氢气燃烧的热化学反应的反应热 △H ＝ －Q KJ/ mol H2 (g) ＋
O 2 (g)
H 2O (g) △H ＝ －Q KJ/ mol
2 g Q KJ 1 g 120.9 KJ
＝
Q ＝ 241.8 △H ＝ －241.8 KJ/ mol
又设1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q 1 H2 (g) ＋
O 2 (g)
H 2O (g) △H ＝ －241.8 KJ/ mol
22.4 L 241.8KJ 1000 L Q1
＝
Q 1 ＝ 1.08×10 KJ 答：„„„(从略) 。
4
解法二：关系式法：设1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为Q 1 H 2 (g) ―――――――――△H ＝ －Q KJ/ mol
×22.4L/ mol 120.9 KJ
1000 L Q1
解得： Q1 ＝ 1.08×10 KJ 答：„„„(从略) 。
4
变式练习1：
25℃、101kPa 时，1g 甲醇完全燃烧生成CO 2和液态H 2O ，同时放出22.68kJ 热量，下列表示该反应的热方程式正确的是 ( ) A 、CH 4O(l)+
O 2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H=—725.8kJ · mol
—1—1
B 、2CH 4O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) △H=+1451.6kJ· mol C 、2CH 4O(l)+3O2(g)==2CO2(g)+4H2O(l) △H=—22.68kJ · mol D 、CH 4O(l)+
O 2(g)==CO2(g)+2H2O(l) △H=—725.8kJ · mol
—1—1
解析：方程式中△H 的大小与物质计量数成比例 答案：D
2 求 C (s) ＋O 2 (g) ＝ CO (g) △H 1 „„„„①
－1
„„„„②
－1
已知：C (s) ＋ O2 (g) ＝ CO2 (g) △H 2 ＝ －393.5 KJ·mol
CO ( g) ＋
O 2 (g) ＝ CO2 (g) △H 3 ＝ －283.0 KJ·mol „„„„③ 解析：
方法一：(组合法) 用已知反应热的热化学方程式相互组合(加、减、乘等) ，得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热作相同的组合(加、减、乘等数学计算) 即为所求的反应热。
如：由②－③整理得① ，
则△H 1 ＝ △H 2－△H 3＝〔(－393.5) －(－283.0) 〕＝－110.5 KJ·mol 即： C (s)＋O 2 (g) ＝ CO (g) △H 1＝－110.5 KJ·mol 方法二：热循环图式法 由热循环图示可知： H 1 ＝ △H 2 － △H 3
＝(－393.5KJ ·mol ) －(－283.0KJ ·mol ) ＝ －110.5 KJ·mol
C (s)＋O 2 (g)＝CO (g) ；△H 1 ＝－110.5 KJ·mol
－1
－1－1
－1
－1
－1
变式练习2. 盖斯根据一系列事实于1840年提出“不管化学过程是一步或分数步完成，这一过程热效应相同。”
换而言之：若一个反应可分成几步完成，则各步反应的反应热总和与该反应一次发生时反应热相同。
应用这条原理，解决下面问题：
已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5kJ · mol
—1
CO(g)+
O 2(g)=CO2(g) △H=—283kJ · mol
写出C(s)与O 2(g)反应生成CO(g)的，热化学方程式 。
【分析】先写出C(s)与O 2(气) 反应的化学方程式，由盖斯定律可知，碳完全燃烧生成CO 2这个过程可分为两步完成。第一步是碳不完全燃烧生成CO ，第二步是CO 完全燃烧生成CO 2。这两步的反应热之和应等于完全燃烧时的反应热。
【答案】依题知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=—393.5kJ · mol„„① CO(g)+
O 2(g)=CO2(g) △H=—283kJ · mol„„② 反应①-反应②得到
C(s)+
O 2(g)=CO(g) △H=—110.5kJ · mol„„③ 故答案为C(s)与O 2(g)反应生成CO(g)的反应热为110.5kJ ， 其热化学方程式为：③式。
【强调】正确书写热化学方程式要比判断正误档次要高。它要求学生全面掌握书写原则，无一疏漏。要认真细微进行计算，写出简明准确无误的热化学方程式。 变式练习3. 已知常温常压下，P 2和P 4燃烧的热化学方程式分别为： 2P 2(g)+5O2(g)=P4O 10(s) △H=－2695.4kJ/mol
P 4(g)+5O2(g)=P4O 10(s) △H=－2925.1kJ/mol。则下列说法正确的是( ) A. 2P2(g) =P4(g) △H=－229.7kJ/mol B. P2制P 4是放热反应
C. 等质量时，P 2比P 4具有的能量高 D. P2比P 4更加稳定
解析：根据盖斯定律，2P 2(g) =P4(g)的反应热△H=－2695.4－(－
2925.1)=229.7(kJ/mol)>0，所以P 2制P 4是吸热反应；等质量时，P 4具有更高的能量，进而可以推出P 2比P 4更加稳定。 答案：D
3. 在同温同压下，硫燃烧的热化学方程式如下：
—1—1—1
—1
①S(g)+O2(g)=SO2(l) △H 1=a ②S(g)+O2(g)=SO2(g) △H 2=b
③S(s)+O2(g)=SO2(g) △H 3=c，则a 、b 、c 的大小关系正确的是( ) A. a>b>c B. aa
解析：对于相同条件下的同一物质来说，气态物质具有的能量最高，液态物质次之，固态物质具有的能量最低。根据△H=E产-E 反，所以a=E[SO2(l)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，b=E[SO2(g)]-E[S(g)]-E[O2(g)]，
c=E[SO2(g)]-E[S(s)]-E[O2(g)]，所以a-b=E[SO2(l)]－E[SO2(g)]
答案：B
变式练习4. 在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别用Q 1和Q 2表示，
2H 2(g)+O2(g)===2H2O(g)+Q1；
2H 2(g)+O2(g)===2H2O(l)+Q2，则Q 1和Q 2的关系是( )
A. Q1=Q2 B. Q1>Q2 C. Q1
【分析】物质的聚集状态不同，放出或吸收的热量不同。水从气态到液态要放热。
【答案】当物质由气态转变为液态时(水蒸气转变为液态水) ，分子间相互吸引力加强，要放出能量，所以选C 。
【强调】物质的聚集状态不同，放出或吸收的热量不同，物质由一种状态转变为同温度下另一种状态，而物质分子不发生变化的过程叫相变，变化过程中变化的能量叫做相变热。当物质由气态转变为液态时，
[如H 2O (g)→ H2O (l)]，分子间相互吸引力加强，要放出能量；当物质由液态转变为气态时
[如H 2O (l)→ H2O (g)]，分子间相互排斥加强，要吸收能量。
4. 已知：2H 2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)+Q3
欲得到相同的热量，所需CO 和H 2的体积比为 。
【分析】请仔细观察分析已知条件中的有关CO ，H 2分别燃烧的化学方程式，从中找出规律，便可得出正确结果。
【答案】因为CO 和H 2分别燃烧均为2mol ，放出热量为Q 3和Q 1，所以Q 3：
Q 1=n(CO):n(H2)=V(CO):V(H2)
故正确答案为Q 3:Q1
【强调】抓CO 、H 2分别完全燃烧的特征是速解此题的捷径。
变式练习5. 已知下列两个热化学方程式：
2H 2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6kJ · mol
C 3H 8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=—2220.0kJ · mol
实验测得H 2与C 3H 8的混合气体共5mol ，完全燃烧时放热3847kJ ，则混合气体中H 2与C 3H 8体积比是
A. 1:3 B. 3:1 C. 1:4 D. 1:1
【分析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出1mol H 2和1mol C 3H 8完全燃烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。
—1—1
【答案】
设H 2的物质的量为x ，则C 3H 8的物质的量为5-x ，则(571.6÷2)x +2220×(5-x)=3847 所以x=3.75mol，由体积之比等于物质的量之比3.75:(5-3.75)=3:1 选B