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第33講　反應(yīng)熱　熱化學(xué)方程式
1.了解反應(yīng)熱、焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。
2．知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。
3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。
考點(diǎn)一　反應(yīng)熱、焓變
1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。
(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。
【師說·助學(xué)】　化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。
2．焓變、反應(yīng)熱
(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。
(2)焓變(ΔH)：ΔH＝________________，單位kJ·mol－1。
(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol－1。
(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對(duì)于恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有____________。
3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
(1)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣；⑤C和CO2的反應(yīng)等。
放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。
(2)從能量高低角度理解
【師說·助學(xué)】　物質(zhì)具有的能量越低，穩(wěn)定性越強(qiáng)。
(3)從化學(xué)鍵角度理解
【易錯(cuò)診斷】　判斷正誤，錯(cuò)誤的說明理由。
1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2023·新課標(biāo)卷，29(1)]根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
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典例2 [2023·湖北卷，19(1)]納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下：
已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H—H鍵能為436.0 kJ·mol－1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
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【師說·延伸】　物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。
典例3 [2022·浙江6月，18]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：
物質(zhì)(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(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計(jì)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
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【師說·延伸】　利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的方法
(1)熟記反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算公式
ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)
(2)注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷
物質(zhì)(1 mol) P4 C(金剛石) 石墨 Si SiO2
鍵數(shù)(mol) 6 2 1.5 2 4
【對(duì)點(diǎn)演練】
考向一　反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系
1．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問題：
(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？________。
(2)反應(yīng)的ΔH＝____________。
(3)反應(yīng)的活化能為____________。
(4)試在圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。
2．水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程。我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二　根據(jù)鍵能計(jì)算焓變
3．已知反應(yīng)2HI(g) H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為________ kJ。
4．通常把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用。
化學(xué)鍵 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
鍵能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347
工業(yè)上的高純硅可通過下列反應(yīng)制取：
SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為____________。
1 mol常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵
物質(zhì) 金剛石 硅 SiO2
化學(xué)鍵 C—C Si—Si Si—O
化學(xué)鍵數(shù)/mol 2 2 4
考點(diǎn)二　熱化學(xué)方程式
1.概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。
2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。
【師說·助學(xué)】　2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示的意義
在25 ℃、101 kPa條件下，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應(yīng)生成2 mol H2O(l)，放出571.6 kJ的熱量。
3．熱化學(xué)方程式的書寫
【易錯(cuò)診斷】　判斷正誤，錯(cuò)誤的說明理由。
1．熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
3．對(duì)于SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大壓強(qiáng)平衡右移，放出的熱量增大，ΔH減小：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了標(biāo)明狀態(tài)外，還要注明名稱：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【教考銜接】
典例1 [2021·湖南卷，16(1)]氨熱分解法制氫氣
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
化學(xué)鍵 NN H—H N—H
鍵能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2，其熱化學(xué)方程式為：________________________________________。
【思路提示】　ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)。
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典例2 [2023·浙江1月，14改編]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對(duì)能量為0]。
(1)歷程Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【思路提示】　①根據(jù)圖示確定反應(yīng)物和生成物；②書寫熱化學(xué)方程式時(shí)各物質(zhì)標(biāo)注狀態(tài)；ΔH＝由生成物的相對(duì)能量－反應(yīng)物的相對(duì)能量。
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
典例3 [2023·北京卷，16(2)改編]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。 CO2和NH3生成CO(NH2)2的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________
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【師說·延伸】　書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)
(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)，若為同素異形體，還要注明名稱。
(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下測(cè)定。
(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。
(4)要注明ΔH的符號(hào)：“＋”代表吸熱、“－”代表放熱，以及單位：kJ·mol－1。
【對(duì)點(diǎn)演練】
考向一　依據(jù)反應(yīng)事實(shí)書寫熱化學(xué)方程式
1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59 kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2．在1 L密閉容器中，4 mol氨氣在一定條件下分解生成氮?dú)夂蜌錃狻? min時(shí)反應(yīng)吸收熱量為46.1 kJ，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________，這段時(shí)間內(nèi)v(H2)＝________________。
3．將36 g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6 g CO和一定量的氫氣，同時(shí)吸收157.2 kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2===CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5 mol偏氟乙烯氣體要吸收54 kJ的熱，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ｈ粲?.2 kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2 473.5 kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二　依據(jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書寫熱化學(xué)方程式
6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2 2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。
試寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
7．為了有效降低能耗，過渡金屬催化還原氮?dú)夂铣砂北徽J(rèn)為是具有巨大前景的一種合成氨方法。催化過程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢(shì)能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。
氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，如圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。每生成92 g液態(tài)HCOOH放出62.4 kJ的熱量。
根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第33講　反應(yīng)熱　熱化學(xué)方程式
考點(diǎn)一
夯實(shí)·必備知識(shí)
2．(2)H(生成物)－H(反應(yīng)物)　(4)ΔH＝Qp
3．(2)<　放熱　>　吸熱　(3)吸熱　放熱
易錯(cuò)診斷
1．錯(cuò)誤。有的放熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)，多數(shù)吸熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)。
2．正確。
3．正確。
4．錯(cuò)誤。活化能越大，化學(xué)反應(yīng)越難進(jìn)行，但與化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量無關(guān)。
突破·關(guān)鍵能力
教考銜接
典例1　解析：在化學(xué)反應(yīng)中，斷開化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339) kJ·mol－1＝－45 kJ·mol－1。
答案：－45
典例2　解析：由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436) kJ·mol－1＝＋128 kJ·mol－1。
答案：128
典例3　解析：由氣態(tài)時(shí)H、H2的相對(duì)能量可知，H2的鍵能為218 kJ·mol－1×2 ＝436 kJ·mol－1，A項(xiàng)正確；由表格中數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為×2＝498 kJ·mol－1，而H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214 kJ·mol－1，214 kJ·mol－1×2<498 kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；HOO中解離O—O鍵所需能量為－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中解離O—O鍵所需能量為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH＝－136 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1＝，D項(xiàng)正確。
答案：C
對(duì)點(diǎn)演練
1．答案：(1)放熱反應(yīng)　(2)－b kJ·mol－1　(3)a kJ·mol－1
(4)
2．解析：觀察計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，可知ΔH＝－0.72－0<0；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，該步驟的化學(xué)方程式為COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*或H2O*===H*＋OH*。
答案：小于　2.02
COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
3．解析：形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，設(shè)斷裂2 mol HI(g)中化學(xué)鍵吸收2a kJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，則E(H—I)＝299 kJ·mol－1。]
答案：299
4．解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價(jià)鍵的數(shù)目容易計(jì)算，而產(chǎn)物硅屬于共價(jià)晶體，可根據(jù)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體硅中的共價(jià)鍵的數(shù)目。1 mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為2 mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
答案：＋236 kJ·mol－1
考點(diǎn)二
夯實(shí)·必備知識(shí)
易錯(cuò)診斷
1．錯(cuò)誤。熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量。
2．錯(cuò)誤。焓變的單位錯(cuò)誤，應(yīng)該為kJ·mol－1。
3．錯(cuò)誤。ΔH應(yīng)不變，對(duì)于SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，ΔH是指1 mol SO2(g)完全反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的焓變。
4．正確。
突破·關(guān)鍵能力
教考銜接
典例1　解析：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。
答案：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8 kJ·mol－1
典例2　解析：活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快。
答案：(1)O3(g)＋O(g)===2O2(g)ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1
(2)ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1
典例3　答案：CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝(E1－E2＋E3－E4)kJ·mol－1
對(duì)點(diǎn)演練
1．解析：在反應(yīng)中硅元素的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子。當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59 kJ熱量，則消耗1 mol氯化硅吸收的熱量是59 kJ×4＝236 kJ，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋236 kJ·mol－1。
答案：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋236 kJ·mol－1
2．解析：熱化學(xué)方程式2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝表示2 mol NH3完全分解需要吸收Q kJ的熱量，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為Δn(NH3)＝4 mol×25%＝1 mol，則2 mol NH3完全分解需要吸收的熱量Q＝2×46.1 kJ＝92.2 kJ，即ΔH＝＋92.2 kJ·mol－1。v(NH3)＝＝＝0.5 mol·L－1·min－1，根據(jù)v(NH3)∶v(H2)＝2∶3，則v(H2)＝v(NH3)＝×0.5 mol·L－1·min－1＝0.75 mol·L－1·min－1。
答案：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋92.2 kJ·mol－1　0.75 mol·L－1·min－1
3．解析：n(H2O)＝＝2 mol，n(CO)＝＝1.2 mol，根據(jù)C(s)＋H2O(g)―→H2(g)＋CO(g)，若水蒸氣全部反應(yīng)，則會(huì)生成2 mol CO，所以該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。水蒸氣有剩余，應(yīng)該根據(jù)生成的CO的量計(jì)算反應(yīng)熱。因?yàn)樯?.2 mol CO，吸收157.2 kJ熱量，則生成1.0 mol CO，吸收的熱量為Q＝×157.2 kJ＝131 kJ，即該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131 kJ·mol－1。
答案：C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131 kJ·mol－1
4．解析：根據(jù)題意偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，即CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），生成0.5 mol偏氟乙烯氣體要吸收54 kJ的熱，所以生成1 mol偏氟乙烯氣體要吸收108 kJ的熱，即ΔH＝＋108 kJ·mol－1，CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），ΔH＝＋108 kJ·mol－1。
答案：CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g）ΔH＝＋108 kJ·mol－1
5．解析：2.2 kg CO2的物質(zhì)的量是＝50 mol，50 mol二氧化碳參加反應(yīng)放出2 473.5 kJ的熱量，則1 mol二氧化碳參加反應(yīng)放出的能量是49.47 kJ，所以該反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CO2(g)＋3H2(g)===H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝。
答案：CO2(g)＋3H2(g)===H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝
6．答案：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l)　ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1
7．解析：由勢(shì)能面圖可知，氨氣從催化劑上脫離時(shí)勢(shì)能面在升高，為吸熱過程，由題圖可知，0.5 mol氮?dú)夂?.5 mol氫氣轉(zhuǎn)變成1 mol氨氣的反應(yīng)熱為21 kJ·mol－1－17 kJ·mol－1－50 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1，則合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。
答案：吸熱　N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1
8．解析：根據(jù)整個(gè)流程可知，CO2和H2為反應(yīng)物，產(chǎn)物為HCOOH，92 g HCOOH的物質(zhì)的量為＝2 mol，所以生成1 mol液體HCOOH放出31.2 kJ能量，熱化學(xué)方程式為H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝。
答案：H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝－31.2 kJ·mol－1(共43張PPT)
第33講　反應(yīng)熱　熱化學(xué)方程式
1.了解反應(yīng)熱、焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。
2．知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。
3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。
考點(diǎn)一
考點(diǎn)二
考點(diǎn)一
考點(diǎn)一　反應(yīng)熱、焓變
1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。
(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。
【師說·助學(xué)】　化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。
2．焓變、反應(yīng)熱
(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。
(2)焓變(ΔH)：ΔH＝________________，單位kJ·mol－1。
(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol－1。
(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對(duì)于恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有____________。
H(生成物)－H(反應(yīng)物)
ΔH＝Qp
3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
(1)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣；⑤C和CO2的反應(yīng)等。
放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。
(2)從能量高低角度理解
【師說·助學(xué)】　物質(zhì)具有的能量越低，穩(wěn)定性越強(qiáng)。
<
放熱
>
吸熱
(3)從化學(xué)鍵角度理解
吸熱
放熱
【易錯(cuò)診斷】　判斷正誤，錯(cuò)誤的說明理由。
1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)：
__________________________________________________________。
2．可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)：____________________________________________________。
3．吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量：_____________________________________。
4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大：
____________________________________________________。
錯(cuò)誤。有的放熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)，多數(shù)吸熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)。
正確。
正確。
錯(cuò)誤。活化能越大，化學(xué)反應(yīng)越難進(jìn)行，但與化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量無關(guān)。
【教考銜接】
典例1 [2023·新課標(biāo)卷，29(1)]根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
解析：在化學(xué)反應(yīng)中，斷開化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339) kJ·mol－1＝－45 kJ·mol－1。
答案：－45
典例2 [2023·湖北卷，19(1)]納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下：
已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H—H鍵能為436.0 kJ·mol－1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
128
解析：由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436) kJ·mol－1＝＋128 kJ·mol－1。
【師說·延伸】　
物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。

典例3 [2022·浙江6月，18]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：
可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計(jì)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
物質(zhì)(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol－1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
答案：C
解析：由氣態(tài)時(shí)H、H2的相對(duì)能量可知，H2的鍵能為218 kJ·mol－1×2 ＝436 kJ·mol－1，A項(xiàng)正確；由表格中數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為×2＝498 kJ·mol－1，而H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214 kJ·mol－1，214 kJ·mol－1×2<498 kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；HOO中解離O—O鍵所需能量為－10 kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中解離O—O鍵所需能量為，C項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH＝－136 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1＝，D項(xiàng)正確。
【師說·延伸】　利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的方法
(1)熟記反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算公式
ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)
(2)注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷
物質(zhì)(1 mol) P4 C(金剛石) 石墨 Si SiO2
鍵數(shù)(mol) 6 2 1.5 2 4
【對(duì)點(diǎn)演練】
考向一　反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系
1．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問題：
(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？________。
(2)反應(yīng)的ΔH＝____________。
(3)反應(yīng)的活化能為____________。
(4)試在圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。
放熱反應(yīng)
－b kJ·mol－1
a kJ·mol－1
2．水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程。我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________________________________。
小于
2.02
COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*
解析：觀察計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，可知ΔH＝－0.72－0<0；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，該步驟的化學(xué)方程式為COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*或H2O*===H*＋OH*。
考向二　根據(jù)鍵能計(jì)算焓變
3．已知反應(yīng)2HI(g) H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為________ kJ。
解析：形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，設(shè)斷裂2 mol HI(g)中化學(xué)鍵吸收2a kJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，則E(H—I)＝299 kJ·mol－1。]
299
4．通常把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用。
工業(yè)上的高純硅可通過下列反應(yīng)制取：
SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為____________。
化學(xué)鍵 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
鍵能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347
＋236 kJ·mol－1
解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價(jià)鍵的數(shù)目容易計(jì)算，而產(chǎn)物硅屬于共價(jià)晶體，可根據(jù)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體硅中的共價(jià)鍵的數(shù)目。1 mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為2 mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
1 mol常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵
物質(zhì) 金剛石 硅 SiO2
化學(xué)鍵 C—C Si—Si Si—O
化學(xué)鍵數(shù)/mol 2 2 4
考點(diǎn)二
考點(diǎn)二　熱化學(xué)方程式
1.概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。
2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。
【師說·助學(xué)】　2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示的意義
在25 ℃、101 kPa條件下，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應(yīng)生成2 mol H2O(l)，放出571.6 kJ的熱量。
3．熱化學(xué)方程式的書寫
【易錯(cuò)診斷】　判斷正誤，錯(cuò)誤的說明理由。
1．熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量：
___________________________________________________________。
2．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1：
__________________________________________________________
3．對(duì)于SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大壓強(qiáng)平衡右移，放出的熱量增大，ΔH減小：
____________________________________________________。
4．同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了標(biāo)明狀態(tài)外，還要注明名稱：
___________________________________________________________。
錯(cuò)誤。熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量。
錯(cuò)誤。焓變的單位錯(cuò)誤，應(yīng)該為kJ·mol－1。
錯(cuò)誤。ΔH應(yīng)不變，對(duì)于SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，ΔH是指1 mol SO2(g)完全反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的焓變。
正確。
【教考銜接】
典例1 [2021·湖南卷，16(1)]氨熱分解法制氫氣
相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)
在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2，其熱化學(xué)方程式為：________________________________________。
【思路提示】　ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)。
化學(xué)鍵 NN H—H N—H
鍵能E/(kJ·mol－1) 946 436.0 390.8
解析：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8 kJ·mol－1×3×2－(946 kJ·mol－1＋436.0 kJ·mol－1×3)＝＋90.8 kJ·mol－1。
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8 kJ·mol－1
典例2 [2023·浙江1月，14改編]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對(duì)能量為0]。
(1)歷程Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
___________________________________________________________。
(2)歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
___________________________________________________________。
O3(g)＋O(g)===2O2(g)ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1
ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1
解析：活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快。
【思路提示】　①根據(jù)圖示確定反應(yīng)物和生成物；②書寫熱化學(xué)方程式時(shí)各物質(zhì)標(biāo)注狀態(tài)；ΔH＝由生成物的相對(duì)能量－反應(yīng)物的相對(duì)能量。
典例3 [2023·北京卷，16(2)改編]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。 CO2和NH3生成CO(NH2)2的熱化學(xué)方程式為：__________________________________________。
CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　
ΔH＝(E1－E2＋E3－E4)kJ·mol－1
【師說·延伸】　書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)
(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)，若為同素異形體，還要注明名稱。
(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下測(cè)定。
(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。
(4)要注明ΔH的符號(hào)：“＋”代表吸熱、“－”代表放熱，以及單位：kJ·mol－1。
【對(duì)點(diǎn)演練】
考向一　依據(jù)反應(yīng)事實(shí)書寫熱化學(xué)方程式
1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59 kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
___________________________________________________________。
解析：在反應(yīng)中硅元素的化合價(jià)從＋4價(jià)降低到0價(jià)，得到4個(gè)電子。當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59 kJ熱量，則消耗1 mol氯化硅吸收的熱量是59 kJ×4＝236 kJ，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋236 kJ·mol－1。
SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋236 kJ·mol－1
2．在1 L密閉容器中，4 mol氨氣在一定條件下分解生成氮?dú)夂蜌錃狻? min時(shí)反應(yīng)吸收熱量為46.1 kJ，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________，這段時(shí)間內(nèi)v(H2)＝________________。
解析：熱化學(xué)方程式2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝表示2 mol NH3完全分解需要吸收Q kJ的熱量，反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為Δn(NH3)＝4 mol×25%＝1 mol，則2 mol NH3完全分解需要吸收的熱量Q＝2×46.1 kJ＝92.2 kJ，即ΔH＝＋92.2 kJ·mol－1。v(NH3)＝＝＝0.5 mol·L－1·min－1，根據(jù)v(NH3)∶v(H2)＝2∶3，則v(H2)＝v(NH3)＝×0.5 mol·L－1·min－1＝0.75 mol·L－1·min－1。
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋92.2 kJ·mol－1
0.75 mol·L－1·min－1
3．將36 g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6 g CO和一定量的氫氣，同時(shí)吸收157.2 kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
___________________________________________________________。
解析：n(H2O)＝＝2 mol，n(CO)＝＝1.2 mol，根據(jù)C(s)＋H2O(g)―→H2(g)＋CO(g)，若水蒸氣全部反應(yīng)，則會(huì)生成2 mol CO，所以該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。水蒸氣有剩余，應(yīng)該根據(jù)生成的CO的量計(jì)算反應(yīng)熱。因?yàn)樯?.2 mol CO，吸收157.2 kJ熱量，則生成1.0 mol CO，吸收的熱量為Q＝×157.2 kJ＝131 kJ，即該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131 kJ·mol－1。
答案：C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131 kJ·mol－1
4．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2===CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5 mol偏氟乙烯氣體要吸收54 kJ的熱，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________。
答案：CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g）ΔH＝＋108 kJ·mol－1
解析：根據(jù)題意偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，即CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），生成0.5 mol偏氟乙烯氣體要吸收54 kJ的熱，所以生成1 mol偏氟乙烯氣體要吸收108 kJ的熱，即ΔH＝＋108 kJ·mol－1，CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），ΔH＝＋108 kJ·mol－1。
5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ｈ粲?.2 kg CO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2 473.5 kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________。
答案：CO2(g)＋3H2(g)===H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝
解析：2.2 kg CO2的物質(zhì)的量是＝50 mol，50 mol二氧化碳參加反應(yīng)放出2 473.5 kJ的熱量，則1 mol二氧化碳參加反應(yīng)放出的能量是49.47 kJ，所以該反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CO2(g)＋3H2(g)===H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝。
考向二　依據(jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書寫熱化學(xué)方程式
6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2 2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。
試寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：
___________________________________________________________。
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l)　ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1
7．為了有效降低能耗，過渡金屬催化還原氮?dú)夂铣砂北徽J(rèn)為是具有巨大前景的一種合成氨方法。催化過程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢(shì)能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。
氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學(xué)方程式為：_____________________________________。
吸熱
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析：由勢(shì)能面圖可知，氨氣從催化劑上脫離時(shí)勢(shì)能面在升高，為吸熱過程，由題圖可知，0.5 mol氮?dú)夂?.5 mol氫氣轉(zhuǎn)變成1 mol氨氣的反應(yīng)熱為21 kJ·mol－1－17 kJ·mol－1－50 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1，則合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。
8．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，如圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。每生成92 g液態(tài)HCOOH放出62.4 kJ的熱量。
根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
_______________________________________。
H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝－31.2 kJ·mol－1
解析：根據(jù)整個(gè)流程可知，CO2和H2為反應(yīng)物，產(chǎn)物為HCOOH，92 g HCOOH的物質(zhì)的量為＝2 mol，所以生成1 mol液體HCOOH放出31.2 kJ能量，熱化學(xué)方程式為H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝。

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