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第26講
反應熱 熱化學方程式
診斷性評價
(2020·天津，10)理論研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是
A.HCN比HNC穩定
B.該異構化反應的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C.正反應的活化能大于逆反應的活化能
D.使用催化劑，可以改變反應的反應熱
√
一、反應熱
在等溫條件下，化學反應體系向環境釋放或從環境吸收的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱反應熱（Q）。
在自然科學研究中，被研究的對象稱為體系（系統）。系統以外的，與系統相關的其他部分稱為環境。
以鹽酸與NaOH溶液的反應為例
體系
環境
熱量
(Q)
體系
環境
熱量
(Q)
化學反應的能量效應是因為反應前后物質所具有的能量不同而產生的。反應體系的能量包括體系所含物質的內能（U）和體系整體運動的動能、勢能。
內能是反應體系內物質所含各種微觀粒子（分子、原子、離子等）的各種形式運動的動能和微觀粒子間相互作用的勢能的總和。內能的大小除了與物質本身的特性及數量有關外，還與溫度、壓強等環境條件以及物質的聚集狀態有關。
化學反應中的
內能指的是？
內能受到哪些
因素的影響？
ΔU = U生 - U反
ΔU>0,為吸熱反應；ΔU<0,為放熱反應
ΔU = Q + W
ΔU = Q
不做功
二、焓變與反應熱的關系
ΔH =H生-H反 =Qp
經過長期研究，科學家定義了一個稱為焓的物理量，符號為H，單位為J或kJ。用它的變化來描述等壓反應的反應熱。焓與內能一樣，其大小也取決于物質的特性、數量、聚集狀態以及溫度、壓強等因素。
焓的符號為H
單位為J或kJ
焓變的符號為ΔH
單位一般為kJ/mol
ΔH>0,為吸熱反應
ΔH<0,為放熱反應
1mol化學反應吸收或釋放的能量
基于宏觀視角
（能量守恒）
基于微觀視角
（化學鍵）
三、燃燒熱
在 101kPa 時，1 mol 純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒焓(熱)，單位是 kJ/mol
指定產物
1mol可燃物
可燃物的化學計量數必須為1mol，
故其他物質的化學計量數通常會出現分數。
燃燒熱的表達
燃燒熱的數值一般表達為正值（文字表達），
若為燃燒熱△H則為負值（符號表達）。
四、焓變的計算方式——能量
圖丙表示一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、 (x＝1,2,3,4)的能量相對大小，
①D是 (填離子符號)。
②反應B―→A＋C的熱化學方程式為_________________________________________
______________________(用離子符號表示)。
ΔH＝－117 kJ·mol－1
H＝H 生成物－H 反應物
四、焓變的計算方式——鍵能
CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有關化學鍵的鍵能如下表：
化學鍵 C—H C==C C—C H—H
鍵能/ (kJ·mol－1) 414 615 347 435
則該反應的反應熱為 。
＋125 kJ·mol－1
H＝∑E (反應物總鍵能）－∑E (生成物總鍵能）
四、焓變的計算方式——蓋斯定律
火箭的第一、二級發動機中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來制備。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，二者反應生成氮氣和氣態水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·mol－1
寫出氣態肼和N2O4反應的熱化學方程式：____________________________________
_______________________。
2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
尋找目標焓變
四、焓變的計算方式——燃燒熱
[2020·全國卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定條件可發生如下反應：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相關物質的燃燒熱數據如下表所示：
物質 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃燒熱ΔH/ ( kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286
則ΔH1＝ kJ·mol－1。
＋137
H＝∑vi H (反應物燃燒熱）－∑vi H (生成物燃燒熱）
四、焓變的計算方式——活化能
(1)圖甲表示的是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式： 。
NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1
H＝Ea正－Ea逆
五、熱化學方程式的書寫
聚集狀態：s、l、g、aq
反應條件
焓變數值(正負)及單位
化學計量數
依據事實，寫出下列反應的熱化學方程式。
(1)已知2.0 g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4 kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學方程式為 。
(2)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25 ℃、101 kPa下，已知該反應每消耗1 mol CuCl(s)放熱44.4 kJ，該反應的熱化學方程式是______________________
_________________________________________。
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.4 kJ·mol－1
4CuCl(s)＋O2(g)===
2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1
終結性評價
1.(2022·浙江6月選考，18)標準狀態下，下列物質氣態時的相對能量如下表：
物質(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根據HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214 kJ·mol－1。下列說法不正確的是
A.H2的鍵能為436 kJ·mol－1
B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍
C.解離氧氧單鍵所需能量：HOOD.H2O(g)＋O(g)===H2O2(g) ΔH＝－143 kJ·mol－1
√
2.鉍基催化劑對CO2電化學還原制取HCOOH具有高效的選擇性。其反應歷程與能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。
(1)使用Bi、Bi2O3兩種催化劑，哪個更有利于CO2的吸附？ 。
(2)CO2電化學還原制取HCOOH反應的ΔH (填“>”或“<”)0。
(3)使用Bi催化劑時，最大能壘是 ，使用Bi2O3催化劑時，最大能壘是 。
Bi2O3
＜
0.38 eV
0.32 eV

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