第 6 章 · 化学反応とエネルギー

项目	内容
シラバス项目	Ⅱ 3.(1) 化学反応とエネルギー
国内书对应	第 19 章 19.2–19.7 节（反应热与焓变、能量图、热化学方程式、燃烧热与中和热、盖斯定律、键能）
本章新内容的分量	エンタルピー、反応エンタルピー、生成エンタルピー是日本写法；新シラバス 删除热化学方程式；结合エネルギー、ヘスの法則是讲法不同
过去问出现次数	20 回共 13 题（每回平均 0.7 次）

国内用「反应热」「焓变 $\Delta H$」讲能量变化，EJU 用エンタルピー（焓）和反応エンタルピー（反应焓）；国内写热化学方程式，新シラバス 已删除热化学方程式，改为用 $\Delta H$ 表示。这一章的核心不是新公式，而是符号和路径：$\Delta H<0$ 是放热，$\Delta H>0$ 是吸热；盖斯定律允许把反应式相加减，生成エンタルピー和结合エネルギー是两条常用的计算路径。

6.1 与国内的对照

シラバス小項目・術語（日文原文）	国内书位置	相同 / 讲法不同 / 国内没有	本章哪节讲
化学反応と熱・光，発熱反応，吸熱反応	第 19 章 19.2–19.3 节	相同 + 讲法不同	6.2、6.3
エンタルピー，反応エンタルピー	第 19 章 19.2 节（国内叫焓变、反应热）	讲法不同	6.2、6.3
生成エンタルピー	第 19 章 19.6 节（国内用生成热/燃烧热）	讲法不同	6.4
ヘスの法則	第 19 章 19.6 节	相同 + 讲法不同	6.4
結合エネルギー	第 19 章 19.7 节	相同 + 讲法不同	6.5
熱化学方程式	第 19 章 19.4 节	国内有、EJU 不考（新シラバス 删除）	不写；第 1 章说明

6.2 エンタルピーと反応エンタルピー

说明

宏观：物质在一定的温度和压强下具有エンタルピー（焓） $H$，它是物质内部能量的一种量度，绝对值无法测定，但焓的变化可以测。化学反应中，生成物的焓与反应物的焓之差叫反応エンタルピー（反应焓） $\Delta H$：

$$\Delta H = H_{\text{生成物}} - H_{\text{反応物}}$$

$\Delta H<0$ 表示生成物焓低、放出热量，叫発熱反応；$\Delta H>0$ 表示生成物焓高、吸收热量，叫吸熱反応。日本题面常写「$\Delta H = -286\ \mathrm{kJ/mol}$」或「反応エンタルピーは $-286\ \mathrm{kJ/mol}$」。

微观：化学反应是旧键断裂、新键形成的过程。断键吸热，成键放热；两者之差就是反应焓。生成物比反应物稳定（能量低）时，多余的能量以热的形式放出，$\Delta H<0$。

符号：$\Delta H$ 的单位是 $\mathrm{kJ/mol}$（按反应式中的物质的量），或 $\mathrm{kJ}$（按题给量）。放热 $\Delta H<0$，吸热 $\Delta H>0$。日本也用「反応熱」这个词，但新シラバス 的正式表记是「エンタルピー・反応エンタルピー」。

使用场景

• 题目给 $\Delta H$ 的符号，问放热还是吸热 → $\Delta H<0$ 放热，$\Delta H>0$ 吸热。
• 题目给反应物和生成物的焓（或能量图），问 $\Delta H$/逆反应的 $\Delta H$ → $\Delta H=H_{\text{生成物}}-H_{\text{反应物}}$；逆反应符号相反。

注意点

• $\Delta H$ 的符号：生成物减反应物，不是反应物减生成物；顺序反了符号也反。
• $\Delta H$ 是状态函数，只与始态和终态有关，与路径无关；这是盖斯定律的基础。
• $\Delta H$ 的数值与反应式的系数对应：$\ce{H2 + 1/2O2 -> H2O}$ 的 $\Delta H=-286\ \mathrm{kJ/mol}$，若写成 $\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$，$\Delta H=-572\ \mathrm{kJ/mol}$。
• 新シラバス 不考热化学方程式的书写；题面用 $\Delta H$ 或「反応エンタルピー」，不要写「$\ce{...} = \ce{...} + Q$」的旧格式。
• 日本题面写「エンタルピー」「反応エンタルピー」「発熱反応」「吸熱反応」。

推导

恒压反应热：在恒压条件下，反应吸收或放出的热量等于焓变 $Q_p=\Delta H$。所以测出热量，就得到 $\Delta H$。

$\Delta H$ 与稳定性：生成物焓越低，体系越稳定，反应越容易放热。$\Delta H<0$ 的反应（放热）在能量上有利，但是否自发还要看熵变（EJU 不考熵变）。

例题

例 1　（场景：给 $\Delta H$ 的符号 → 判断放热/吸热）

問題　ある反応の反応エンタルピーは $\Delta H = -286\ \mathrm{kJ/mol}$ である。この反応について正しいものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　吸熱反応で、286 kJ/mol の熱を吸収する。 ②　発熱反応で、286 kJ/mol の熱を放出する。 ③　発熱反応で、286 kJ/mol の熱を吸収する。 ④　吸熱反応で、286 kJ/mol の熱を放出する。

解答　$\Delta H<0$ は発熱反応で、放出する熱量は $|\Delta H|=286\ \mathrm{kJ/mol}$。よって ②。検算：$\Delta H$ の符号が負なら生成物のエンタルピーが低く、余分なエネルギーが熱として出る。　答　②

中文翻译　题目：某反应的反应焓为 $\Delta H=-286\ \mathrm{kJ/mol}$。关于这个反应，正确的是哪一个？① 吸热反应，吸收 286 kJ/mol 的热。② 放热反应，放出 286 kJ/mol 的热。③ 放热反应，吸收 286 kJ/mol 的热。④ 吸热反应，放出 286 kJ/mol 的热。解答：$\Delta H<0$ 是放热反应，放出的热量为 $|\Delta H|=286\ \mathrm{kJ/mol}$。所以是 ②。检验：$\Delta H$ 为负，生成物焓低，多余能量以热放出。答案 ②。

解说　用到的是「$\Delta H<0$ 放热，$>0$ 吸热」。容易卡在：把负号当成「吸收」；或者把「放热」和「吸热」与符号反着记。选项排除：①④ 说吸热，符号为正才对；③ 说放热却吸收，自相矛盾。另一种解法：记「负放正吸」，再看绝对值。

例 2　（场景：能量图 → 正反应/逆反应的 $\Delta H$）

問題　図は，ある反応のエネルギー図である。反応物のエンタルピーが 50 kJ/mol，生成物のエンタルピーが 20 kJ/mol であるとき，正反応の $\Delta H$ として正しいものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-30\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$+30\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$-70\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+70\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　$\Delta H=H_{\text{生成物}}-H_{\text{反応物}}=20-50=-30\ \mathrm{kJ/mol}$。生成物の方が低いので発熱。よって ①。検算：逆反応なら $+30\ \mathrm{kJ/mol}$。　答　①

中文翻译　题目：图是某反应的能量图。反应物的焓为 50 kJ/mol，生成物的焓为 20 kJ/mol，正反应的 $\Delta H$ 正确的是哪一个？① $-30\ \mathrm{kJ/mol}$ ② $+30\ \mathrm{kJ/mol}$ ③ $-70\ \mathrm{kJ/mol}$ ④ $+70\ \mathrm{kJ/mol}$。解答：$\Delta H=H_{\text{生成物}}-H_{\text{反应物}}=20-50=-30\ \mathrm{kJ/mol}$。生成物更低，所以放热。因此是 ①。检验：逆反应则为 $+30\ \mathrm{kJ/mol}$。答案 ①。

解说　用到的是「生成物减反应物」。容易卡在：用 $50-20=+30$，把顺序弄反。选项排除：② 是逆反应的 $\Delta H$；③④ 是把两个数相加，没有物理意义。另一种解法：在图上画一条从反应物到生成物的箭头，向下为负，向上为正；本题向下 30。

常用推论

• $\Delta H=H_{\text{生成物}}-H_{\text{反应物}}$；$\Delta H<0$ 放热，$\Delta H>0$ 吸热。
• $\Delta H$ 与反应式系数成正比；系数乘 2，$\Delta H$ 也乘 2。
• 逆反应的 $\Delta H$ 与正反应等值反号。
• $\Delta H$ 是状态函数，只与始态、终态有关，与路径无关。

易错点

• 错在哪：把 $\Delta H$ 算成「反应物减生成物」。 为什么错：定义是生成物减反应物；顺序反了，符号也反。 正确做法：先写 $H_{\text{生成物}}-H_{\text{反应物}}$，再判断正负。
• 错在哪：认为 $\Delta H$ 为负就是「吸收热量」。 为什么错：负号表示生成物能量低，多余能量放出。 正确做法：记「负放正吸」。
• 错在哪：反应式系数变化时 $\Delta H$ 不变。 为什么错：$\Delta H$ 是按反应式中的物质的量给的，系数变，$\Delta H$ 也变。 正确做法：按系数比例换算。

直观理解

焓像「山坡的高度」：反应物在山顶、生成物在山脚，往下走就是放热（$\Delta H<0$）；反过来从山脚到山顶就是吸热（$\Delta H>0$）。$\Delta H$ 是高度差，不是绝对高度。

关联知识点

• 前置：国内书第 19 章 19.2 节反应热与焓变、19.3 节能量变化图像。
• 后续：本书 6.3 节生成エンタルピーとヘスの法則、6.4 节結合エネルギー、第 7 章电池（化学能→电能）。
• 常一起考：国内书第 19 章燃烧热、中和热；本书第 7 章电化学。

6.3 発熱反応・吸熱反応とエネルギー図

说明

宏观：把反应过程中体系能量随反应进程的变化画成图，就是エネルギー図（能量图）。放热反应的生成物能量低于反应物，图上终点在起点下方；吸热反应相反。反应过程中往往要先越过一个能量最高点（活性化エネルギー，活化能），这个峰不影响 $\Delta H$，但影响反应速率。

微观：反应物分子先吸收能量，旧键断裂，形成过渡态（能量最高点）；然后新键形成，放出能量，生成物能量降低。放热反应中，成键放出的能量大于断键吸收的能量；吸热反应相反。

符号：纵轴是エンタルピー $H$；横轴是反応の進み具合（反应进程）。$\Delta H$ 是起点和终点的高度差；活性化エネルギー $E_\mathrm{a}$ 是起点到峰顶的高度差。催化剂降低 $E_\mathrm{a}$，不改变 $\Delta H$。

使用场景

• 题目给能量图（或两条能量曲线），问放热/吸热、$\Delta H$、活性化エネルギー、哪条有催化剂 → 看起点/终点高低和峰顶；催化剂降低 $E_\mathrm{a}$，不改变 $\Delta H$。
• 题目给 $\Delta H$ 和实际物质的量，问放出/吸收的热量 → 按反应式系数换算。

注意点

• $\Delta H$ 只看起点和终点，不看峰顶；峰顶是活化能，不是反应热。
• 放热反应的 $\Delta H<0$，但图上起点高、终点低，不要把「向下」和「负」弄混。
• 催化剂同等降低正、逆反应的 $E_\mathrm{a}$，不改变 $\Delta H$ 和平衡。
• 能量图的纵轴是焓（或能量），不是温度；横轴是反应进程，不是时间。
• 日本题面写「エネルギー図」「活性化エネルギー」「触媒」「反応熱」。

推导

$\Delta H$ 与 $E_\mathrm{a}$：正反应的活化能 $E_{\mathrm{a},\text{正}}$，逆反应的活化能 $E_{\mathrm{a},\text{逆}}$，则

$$\Delta H = E_{\mathrm{a},\text{正}} - E_{\mathrm{a},\text{逆}}$$

放热反应 $E_{\mathrm{a},\text{正}}<E_{\mathrm{a},\text{逆}}$，所以 $\Delta H<0$；吸热反应相反。

催化剂：催化剂提供一条活化能更低的路径，正、逆反应同等降低，所以 $\Delta H$ 不变，平衡常数不变，只加快达到平衡。

例题

例 1　（场景：能量图 → 读起点、终点、峰顶）

問題　図のようなエネルギー図で表される反応について，正しいものを次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　この反応は吸熱反応で，$\Delta H$ は正である。 ②　この反応は発熱反応で，$\Delta H$ は負である。 ③　活性化エネルギーは $\Delta H$ に等しい。 ④　触媒を加えると $\Delta H$ が小さくなる。

解答　図の左側（発熱反応）は反応物が生成物より高く、$\Delta H<0$。よって ②。活性化エネルギーは峰と反応物の差で、$\Delta H$ とは別。触媒は $E_\mathrm{a}$ を下げるが $\Delta H$ は変えない。　答　②

中文翻译　题目：关于图中能量图表示的反应，正确的是哪一个？① 这个反应是吸热反应，$\Delta H$ 为正。② 这个反应是放热反应，$\Delta H$ 为负。③ 活化能等于 $\Delta H$。④ 加催化剂后 $\Delta H$ 变小。解答：图左侧（放热反应）反应物高于生成物，$\Delta H<0$。所以是 ②。活化能是峰顶与反应物的差，和 $\Delta H$ 不同。催化剂降低 $E_\mathrm{a}$，不改变 $\Delta H$。答案 ②。

解说　用到的是「起点高、终点低 = 放热」。容易卡在：把峰顶高度当成 $\Delta H$；或者认为催化剂改变 $\Delta H$。选项排除：① 方向反；③ 把 $E_\mathrm{a}$ 和 $\Delta H$ 混为一谈；④ 催化剂不改变 $\Delta H$。另一种解法：先看起点和终点谁高，再看峰顶只影响速率。

例 2　（场景：给 $\Delta H$ 和物质的量 → 算放出/吸收的热量）

問題　$\ce{H2 + 1/2O2 -> H2O}$ の反応エンタルピーは $\Delta H=-286\ \mathrm{kJ/mol}$ である。$\ce{H2}$ 2.0 mol を完全に燃焼させるとき，放出される熱量は約何 kJ か。最も近い値を，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　143 kJ　　②　286 kJ　　③　572 kJ　　④　1144 kJ

解答　反応式 1 mol $\ce{H2}$ あたり 286 kJ 放热。2.0 mol では

$$286 \times 2.0 = 572\ \mathrm{kJ}$$

検算：1 mol で 286 kJ，2 mol で 2 倍。　答　③

中文翻译　题目：$\ce{H2 + 1/2O2 -> H2O}$ 的反应焓为 $\Delta H=-286\ \mathrm{kJ/mol}$。完全燃烧 2.0 mol $\ce{H2}$ 时，放出的热量约为多少 kJ？从①～④中选一个最接近的值。① 143 kJ ② 286 kJ ③ 572 kJ ④ 1144 kJ。解答：反应式每 1 mol $\ce{H2}$ 放热 286 kJ。2.0 mol 时 $286\times2.0=572\ \mathrm{kJ}$。检验：1 mol 是 286 kJ，2 mol 是 2 倍。答案 ③。

解说　用到的是「$\Delta H$ 按反应式系数，热量按实际物质的量」。容易卡在：把 286 直接当 2 mol 的热量；或者把 $\Delta H$ 的负号当成「吸收」。选项排除：① 是 0.5 mol；② 是 1 mol；④ 是 4 mol。另一种解法：先算 1 mol 放 286 kJ，再乘 2。

常用推论

• 放热反应：起点高、终点低，$\Delta H<0$；吸热反应相反。
• $\Delta H=E_{\mathrm{a},\text{正}}-E_{\mathrm{a},\text{逆}}$；催化剂同等降低正逆活化能，$\Delta H$ 不变。
• 反应热按实际物质的量 = $|\Delta H|\times n$（按反应式系数换算）。
• 能量图的峰顶是过渡态，不是产物。

易错点

• 错在哪：把峰顶高度当成 $\Delta H$。 为什么错：$\Delta H$ 只看起点和终点，峰顶是活化能。 正确做法：先找起点和终点，再单独看峰。
• 错在哪：认为催化剂降低 $\Delta H$。 为什么错：催化剂同等降低正逆活化能，起点和终点不变。 正确做法：催化剂只改变 $E_\mathrm{a}$，不改变 $\Delta H$。
• 错在哪：反应热不按系数换算。 为什么错：$\Delta H$ 对应反应式中的系数，实际量不同要乘比例。 正确做法：先看反应式系数，再乘实际物质的量。

直观理解

能量图像翻山：反应物在山的一边，生成物在另一边，$\Delta H$ 是两边的高度差，活化能是山口的高度。催化剂像修了一条隧道，山口低了，但两边的高度差没变。

关联知识点

• 前置：本书 6.2 节エンタルピー、国内书第 19 章 19.3 节能量图。
• 后续：本书 6.4 节生成エンタルピー、6.5 节結合エネルギー、第 8 章活性化エネルギー。
• 常一起考：国内书第 22 章碰撞理论；本书第 8 章反应速率。

6.4 生成エンタルピーとヘスの法則

说明

宏观：由稳定单质生成 1 mol 化合物时的反应焓，叫该化合物的生成エンタルピー（生成焓） $\Delta H_\mathrm{f}$。规定稳定单质的生成エンタルピー为 0。利用生成エンタルピー可以算任意反应的 $\Delta H$：

$$\Delta H = \sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{生成物}) - \sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{反応物})$$

（注意系数要乘。）ヘスの法則（盖斯定律）：反应焓只与始态和终态有关，与路径无关。所以可以把已知反应式相加减，求出未知反应的 $\Delta H$。

微观：生成エンタルピー是「从单质到化合物」的焓变；把反应拆成「反应物 → 单质 → 生成物」两条路径，两条路径的焓变之和等于直接反应的焓变，这就是盖斯定律。

符号：$\Delta H_\mathrm{f}$ 单位 $\mathrm{kJ/mol}$；稳定单质（如 $\ce{H2}$、$\ce{O2}$、$\ce{C}$（石墨）、$\ce{N2}$）的 $\Delta H_\mathrm{f}=0$。反应式反写，$\Delta H$ 变号；系数乘 $n$，$\Delta H$ 乘 $n$。

使用场景

• 题目给生成エンタルピー表（或问为什么稳定单质为 0），求某反应的 $\Delta H$ → 用「生成物之和 − 反应物之和」，系数别漏；稳定单质代 0。
• 题目给几个已知反应式，求未知反应式 → 用盖斯定律，把已知式相加减，$\Delta H$ 同样加减。

注意点

• 生成エンタルピー是「生成 1 mol 化合物」的焓变，反应式系数不是 1 时要乘。
• 稳定单质的 $\Delta H_\mathrm{f}=0$；同一元素的不同单质（如石墨 vs 金刚石）生成焓不同，只有最稳定单质为 0。
• 盖斯定律加减反应式时，反应式反写要变号，系数乘 $n$ 要乘 $n$。
• 生成エンタルピー表通常给 25 ℃、$1.01\times10^5\ \mathrm{Pa}$ 的值；题目会说明。
• 日本题面写「生成エンタルピー」「ヘスの法則」「反応エンタルピー」。

推导

由生成エンタルピー算反应焓：把反应拆成两条路径：

1. 反应物分解成稳定单质：$\Delta H_1=-\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{反应物})$；
2. 稳定单质生成生成物：$\Delta H_2=\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{生成物})$。

总焓变 $\Delta H=\Delta H_1+\Delta H_2=\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{生成物})-\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{反应物})$。

盖斯定律：状态函数只与始态、终态有关；把已知反应式按需要反写、乘系数、相加，得到目标式，$\Delta H$ 做同样的运算。

例题

例 1　（场景：盖斯定律 → 反应式相减）

問題　次の二つの反応の反応エンタルピーが与えられている。

$$\ce{C(s) + O2(g) -> CO2(g)}\quad \Delta H_1=-394\ \mathrm{kJ/mol}$$ $$\ce{CO(g) + 1/2O2(g) -> CO2(g)}\quad \Delta H_2=-283\ \mathrm{kJ/mol}$$

このとき，$\ce{C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)}$ の $\Delta H$ として正しいものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-677\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-111\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+111\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+677\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　第 1 式から第 2 式を引くと

$$\ce{C(s) + O2(g) - CO(g) - 1/2O2(g) -> CO2(g) - CO2(g)}$$

整理すると $\ce{C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)}$。したがって

$$\Delta H = \Delta H_1 - \Delta H_2 = -394 - (-283) = -111\ \mathrm{kJ/mol}$$

検算：CO 的生成焓是 $-111$ kJ/mol，介于 C 和 CO2 之间。　答　②

中文翻译　题目：已知下面两个反应的反应焓：$\ce{C(s) + O2(g) -> CO2(g)}$，$\Delta H_1=-394\ \mathrm{kJ/mol}$；$\ce{CO(g) + 1/2O2(g) -> CO2(g)}$，$\Delta H_2=-283\ \mathrm{kJ/mol}$。求 $\ce{C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)}$ 的 $\Delta H$。① $-677$ ② $-111$ ③ $+111$ ④ $+677$ kJ/mol。解答：第 1 式减第 2 式，整理得 $\ce{C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)}$。所以 $\Delta H=\Delta H_1-\Delta H_2=-394-(-283)=-111\ \mathrm{kJ/mol}$。检验：CO 的生成焓是 $-111$ kJ/mol，在 C 和 CO2 之间。答案 ②。

解说　用到的是盖斯定律「反应式相减，$\Delta H$ 同样相减」。容易卡在：把第 2 式直接加，得到 $-677$；或者忘了第 2 式反写要变号。选项排除：① 是相加；③④ 是符号反。另一种解法：把目标式看成「C → CO2」减「CO → CO2」，$\Delta H=-394-(-283)=-111$。

例 2　（场景：生成エンタルピー → 生成物之和减反应物之和）

問題　$\ce{CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l)}$ の $\Delta H$ を求めたい。生成エンタルピーが $\ce{CH4(g)}=-75$，$\ce{CO2(g)}=-394$，$\ce{H2O(l)}=-286\ \mathrm{kJ/mol}$ のとき，$\Delta H$ として最も近いものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。ただし，$\ce{O2}$ の生成エンタルピーは 0 とする。

①　$-891\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-603\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+603\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+891\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　生成物の生成エンタルピーの和は $(-394)+2\times(-286)=-966$。反応物の和は $(-75)+2\times0=-75$。よって

$$\Delta H = -966 - (-75) = -891\ \mathrm{kJ/mol}$$

検算：メタンの燃焼は強い発熱、約 $-890$ kJ/mol。　答　①

中文翻译　题目：求 $\ce{CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l)}$ 的 $\Delta H$。生成焓为 $\ce{CH4(g)}=-75$、$\ce{CO2(g)}=-394$、$\ce{H2O(l)}=-286\ \mathrm{kJ/mol}$，$\ce{O2}$ 的生成焓为 0。从①～④中选最接近的。① $-891$ ② $-603$ ③ $+603$ ④ $+891$ kJ/mol。解答：生成物的生成焓之和为 $(-394)+2\times(-286)=-966$。反应物之和为 $(-75)+2\times0=-75$。所以 $\Delta H=-966-(-75)=-891\ \mathrm{kJ/mol}$。检验：甲烷燃烧强烈放热，约 $-890$ kJ/mol。答案 ①。

解说　用到的是「生成物之和 − 反应物之和」。容易卡在：漏乘 $\ce{H2O}$ 的系数 2；或者把反应物之和的负号减错。选项排除：② 是漏乘 2 的结果；③④ 符号反。另一种解法：先算 $[-394+2(-286)]-[-75]=-966+75=-891$。

常用推论

• $\Delta H=\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{生成物})-\sum \Delta H_\mathrm{f}(\text{反应物})$，系数要乘。
• 稳定单质的 $\Delta H_\mathrm{f}=0$；生成焓越负，化合物越稳定。
• 盖斯定律：反应式反写变号，乘系数乘 $\Delta H$，相加则 $\Delta H$ 相加。
• 燃烧焓、生成焓、中和焓都是反应焓的特例。

易错点

• 错在哪：生成焓公式里漏乘系数。 为什么错：$\Delta H_\mathrm{f}$ 是每 1 mol 化合物的值，反应式有 2 mol 就要乘 2。 正确做法：先按反应式配平，再把系数乘到每个生成焓上。
• 错在哪：盖斯定律里反应式反写不变号。 为什么错：正逆反应的 $\Delta H$ 等值反号。 正确做法：反写反应式时 $\Delta H$ 变号。
• 错在哪：把稳定单质的生成焓也代入表值。 为什么错：稳定单质的生成焓定义为 0。 正确做法：$\ce{O2}$、$\ce{H2}$、$\ce{N2}$、石墨等代 0。

直观理解

生成焓像「从地面（稳定单质）到某座城市（化合物）的海拔」；反应焓是「两座城市的海拔差」。盖斯定律像「从 A 到 B 可以直达，也可以经 C 中转，海拔差一样」。

关联知识点

• 前置：本书 6.2 节エンタルピー、6.3 节エネルギー図；国内书第 19 章 19.6 节盖斯定律。
• 后续：本书 6.5 节結合エネルギー、第 7 章电池（反应焓与电能）。
• 常一起考：国内书第 19 章燃烧热、中和热；本书第 10 章工业制法（反应热）。

6.5 結合エネルギー

说明

宏观：断开 1 mol 化学键（气态）所需的能量叫結合エネルギー（键能）。键能越大，键越强。用键能估算反应焓：

$$\Delta H = \sum E(\text{断开的键}) - \sum E(\text{形成的键})$$

断键吸热，成键放热；断键能量大于成键能量时，反应吸热（$\Delta H>0$），反之放热（$\Delta H<0$）。

微观：化学反应的本质是旧键断裂、新键形成。断键要把原子拉开，需要能量；成键让原子靠近，放出能量。所以反应焓等于「断键吸收的总能量 − 成键放出的总能量」。

符号：键能 $E$ 单位 $\mathrm{kJ/mol}$，通常给正值。常见键能：H–H 436、Cl–Cl 243、H–Cl 432、N≡N 946、N–H 391、O=O 498、C–H 413。用键能算 $\Delta H$ 时，反应物和生成物都按气态处理。

使用场景

• 题目给键能表，求反应焓 → 数断开的键和形成的键，分别乘键能，再相减。
• 题目问「哪个键最强/最稳定」「为什么键能算的是近似值」 → 键能越大越强；键能是平均值，且只适用于气态。

注意点

• 键能是气态分子的键能；如果反应物或生成物是液体/固体，要先加相变热，不能直接用键能。
• 键能是平均值（同一种键在不同分子中键能略有不同），所以算出的 $\Delta H$ 是近似值。
• 数键时注意系数：$\ce{2H2 + O2 -> 2H2O}$ 断开 2 个 H–H 和 1 个 O=O，形成 4 个 O–H。
• 日本题面写「結合エネルギー」「結合の強さ」「反応エンタルピー」。

推导

反应焓与键能：断键吸热 $\sum E_{\text{断}}$，成键放热 $\sum E_{\text{成}}$，所以

$$\Delta H = \sum E_{\text{断}} - \sum E_{\text{成}}$$

（关键一步：断键在前、成键在后；符号不要反。）

为什么是近似值：键能是同一类键的平均值，且只适用于气态；真实反应中分子间力、溶剂化等也会影响能量。

例题

例 1　（场景：给键能 → 数断键和成键 → 算 $\Delta H$）

問題　$\ce{H2(g) + Cl2(g) -> 2HCl(g)}$ の反応エンタルピーを，結合エネルギーから求めたい。H–H の結合エネルギーを 436，Cl–Cl を 243，H–Cl を 432 $\mathrm{kJ/mol}$ とすると，$\Delta H$ として最も近いものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-185\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-247\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+185\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+247\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　断ち切る結合：H–H 1 個 + Cl–Cl 1 個 = $436+243=679$。形成する結合：H–Cl 2 個 = $2\times432=864$。よって

$$\Delta H = 679 - 864 = -185\ \mathrm{kJ/mol}$$

検算：成键放出的能量大于断键吸收，反应放热，$\Delta H<0$。　答　①

中文翻译　题目：用键能求 $\ce{H2(g) + Cl2(g) -> 2HCl(g)}$ 的反应焓。H–H 键能 436、Cl–Cl 243、H–Cl 432 kJ/mol，$\Delta H$ 最接近哪一个？① $-185$ ② $-247$ ③ $+185$ ④ $+247$ kJ/mol。解答：断开的键为 1 个 H–H + 1 个 Cl–Cl = $436+243=679$。形成的键为 2 个 H–Cl = $2\times432=864$。所以 $\Delta H=679-864=-185\ \mathrm{kJ/mol}$。检验：成键放出的能量大于断键吸收，反应放热，$\Delta H<0$。答案 ①。

解说　用到的是 $\Delta H=\sum E_{\text{断}}-\sum E_{\text{成}}$。容易卡在：只算一个 H–Cl（漏乘 2）；或者把断键和成键的顺序弄反。选项排除：② 是只算一个 H–Cl 的结果；③④ 符号反。另一种解法：先算断键 679、成键 864，差为 $-185$。

例 2　（场景：合成氨 → 数多个键）

問題　$\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}$ の $\Delta H$ を，結合エネルギーから求めたい。N≡N を 946，H–H を 436，N–H を 391 $\mathrm{kJ/mol}$ とすると，$\Delta H$ として最も近いものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-92\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-46\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+92\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+184\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　断ち切る結合：N≡N 1 個 + H–H 3 個 = $946+3\times436=2254$。形成する結合：$\ce{NH3}$ 2 個で N–H が $2\times3=6$ 個 = $6\times391=2346$。よって

$$\Delta H = 2254 - 2346 = -92\ \mathrm{kJ/mol}$$

検算：合成氨是放热反应，约 $-92$ kJ/mol。　答　①

中文翻译　题目：用键能求 $\ce{N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g)}$ 的 $\Delta H$。N≡N 946、H–H 436、N–H 391 kJ/mol，$\Delta H$ 最接近哪一个？① $-92$ ② $-46$ ③ $+92$ ④ $+184$ kJ/mol。解答：断开的键为 1 个 N≡N + 3 个 H–H = $946+3\times436=2254$。形成的键为 2 个 $\ce{NH3}$ 共 6 个 N–H = $6\times391=2346$。所以 $\Delta H=2254-2346=-92\ \mathrm{kJ/mol}$。检验：合成氨是放热反应，约 $-92$ kJ/mol。答案 ①。

解说　用到的是「数键乘系数」。容易卡在：形成键只算 3 个 N–H（漏乘 2 个 $\ce{NH3}$）；或者 H–H 漏乘 3。选项排除：② 是除以 2；③④ 符号反。另一种解法：先算断键 2254、成键 2346，差 $-92$。

常用推论

• $\Delta H=\sum E_{\text{断}}-\sum E_{\text{成}}$；断键吸热、成键放热。
• 键能越大，键越强，分子越稳定。
• 键能算的是气态反应的近似值；液态/固态要先加相变热。
• 同一种键在不同分子中键能略有不同，表值是平均值。

易错点

• 错在哪：把 $\Delta H$ 算成「成键 − 断键」。 为什么错：断键吸热、成键放热，定义是断键减成键。 正确做法：先写 $\sum E_{\text{断}}-\sum E_{\text{成}}$，再判断符号。
• 错在哪：数键时漏乘系数。 为什么错：反应式系数表示分子数，每个分子有多个键。 正确做法：先按反应式数每种键的个数，再乘键能。
• 错在哪：用键能算液态水的生成焓。 为什么错：键能是气态的，液态还要加液化热。 正确做法：看物质状态，非气态要先加相变热。

直观理解

断键像把两块磁铁拉开，要花力气；成键像让两块磁铁吸在一起，会放出能量。反应焓就是「拉开的力气 − 吸在一起放出的能量」。

关联知识点

• 前置：本书 6.2 节エンタルピー、6.4 节生成エンタルピー；国内书第 16 章键能。
• 后续：本书第 8 章活性化エネルギー（断键要越过能垒）、第 12–14 章有机反应热。
• 常一起考：国内书第 19 章 19.7 节用键能计算反应热。

6.6 题型与答法

化学反応とエネルギー在 EJU 化学里是 20 問平列中的一题左右，位置多在問6–問10。据 20 回公开过去问，本章内容共出现 13 次（每回平均 0.7 次）。题型以数值和判断为主，常考反应焓的符号、盖斯定律、生成焓、键能。

两分钟做法：

1. 先看问的是「$\Delta H$ 的符号」还是「数值」；符号看生成物减反应物，数值按系数。
2. 盖斯定律：把已知式反写/乘系数/相加，$\Delta H$ 做同样运算。
3. 生成焓：生成物之和减反应物之和，系数别漏；稳定单质代 0。
4. 键能：断键之和减成键之和，数键乘系数。

問題 1　（盖斯定律）

$$\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(l)}\quad \Delta H_1=-286\ \mathrm{kJ/mol}$$ $$\ce{H2O(g) -> H2O(l)}\quad \Delta H_2=-44\ \mathrm{kJ/mol}$$

このとき，$\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(g)}$ の $\Delta H$ として最も近いものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-330\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-242\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+242\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+330\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　第 1 式から第 2 式を引くと $\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(g)}$。$\Delta H=\Delta H_1-\Delta H_2=-286-(-44)=-242\ \mathrm{kJ/mol}$。　答　②

中文翻译　题目：$\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(l)}$，$\Delta H_1=-286\ \mathrm{kJ/mol}$；$\ce{H2O(g) -> H2O(l)}$，$\Delta H_2=-44\ \mathrm{kJ/mol}$。求 $\ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(g)}$ 的 $\Delta H$。① $-330$ ② $-242$ ③ $+242$ ④ $+330$ kJ/mol。解答：第 1 式减第 2 式得目标式，$\Delta H=\Delta H_1-\Delta H_2=-286-(-44)=-242\ \mathrm{kJ/mol}$。答案 ②。

解说　两分钟做法：目标式 = 第 1 式 − 第 2 式，$\Delta H$ 同样相减。错误选项：① 是相加；③④ 符号反。选项排除：气态水比液态水能量高，生成气态水放热少，$-242$ 比 $-286$ 合理。

問題 2　（键能）

$\ce{2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)}$ の $\Delta H$ を，結合エネルギーから求める。H–H を 436，O=O を 498，O–H を 463 $\mathrm{kJ/mol}$ とすると，$\Delta H$ として最も近いものを，次の①～④の中から一つ選びなさい。

①　$-486\ \mathrm{kJ/mol}$　　②　$-243\ \mathrm{kJ/mol}$　　③　$+486\ \mathrm{kJ/mol}$　　④　$+243\ \mathrm{kJ/mol}$

解答　断ち切る結合：H–H 2 個 + O=O 1 個 = $2\times436+498=1370$。形成する結合：$\ce{H2O}$ 2 個で O–H が 4 個 = $4\times463=1852$。$\Delta H=1370-1852=-482\ \mathrm{kJ/mol}\approx-486$。　答　①

中文翻译　题目：用键能求 $\ce{2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)}$ 的 $\Delta H$。H–H 436、O=O 498、O–H 463 kJ/mol，$\Delta H$ 最接近哪一个？① $-486$ ② $-243$ ③ $+486$ ④ $+243$ kJ/mol。解答：断开的键为 2 个 H–H + 1 个 O=O = $2\times436+498=1370$。形成的键为 2 个 $\ce{H2O}$ 共 4 个 O–H = $4\times463=1852$。$\Delta H=1370-1852=-482\approx-486$。答案 ①。

解说　两分钟做法：先数断键和成键，再相减。错误选项：② 是除以 2；③④ 符号反。选项排除：放热反应 $\Delta H<0$，且约 $-480$，选 ①。

6.7 术语与题干用语

日文	读音	中文	例句或说明
エンタルピー	エンタルピー	焓	エンタルピー $H$
反応エンタルピー	はんのうエンタルピー	反应焓	$\Delta H$ で表す
生成エンタルピー	せいせいエンタルピー	生成焓	生成エンタルピーは負
発熱反応	はつねつはんのう	放热反应	$\Delta H<0$
吸熱反応	きゅうねつはんのう	吸热反应	$\Delta H>0$
結合エネルギー	けつごうエネルギー	键能	結合エネルギーが大きい
ヘスの法則	ヘスのほうそく	盖斯定律	ヘスの法則で求める
反応熱	はんのうねつ	反应热	反応熱を測る
燃焼熱	ねんしょうねつ	燃烧热	メタンの燃焼熱
中和熱	ちゅうわねつ	中和热	中和熱は約 56 kJ/mol
活性化エネルギー	かっせいかエネルギー	活化能	ピークの高さ
エネルギー図	エネルギーず	能量图	エネルギー図を読む
触媒	しょくばい	催化剂	触媒は活性化エネルギーを下げる
安定な単体	あんていなたんたい	稳定单质	生成エンタルピーは 0
状態関数	じょうたいかんすう	状态函数	エンタルピーは状態関数

6.8 自测

問 1　$\Delta H=-394\ \mathrm{kJ/mol}$ の反応は発熱か吸熱か。また、1 mol の反応で何 kJ の熱が出入りするか。 （$\Delta H=-394$ kJ/mol 的反应是放热还是吸热？1 mol 反应出入多少 kJ？）

問 2　$\ce{C(s) + O2(g) -> CO2(g)}$ の $\Delta H=-394$，$\ce{CO(g) + 1/2O2(g) -> CO2(g)}$ の $\Delta H=-283$ のとき，$\ce{C(s) + 1/2O2(g) -> CO(g)}$ の $\Delta H$ は何 kJ/mol か。 （求 C + 1/2 O2 → CO 的 $\Delta H$。）

問 3　$\ce{H2(g) + Cl2(g) -> 2HCl(g)}$ の $\Delta H$ を，H–H 436，Cl–Cl 243，H–Cl 432 kJ/mol から求めなさい。 （用键能求反应焓。）

問 4　触媒を加えると，活性化エネルギーと $\Delta H$ はそれぞれどうなるか。 （加催化剂后，活化能和 $\Delta H$ 分别怎么变？）

答案：問 1 放热，放出 394 kJ；問 2 $-111\ \mathrm{kJ/mol}$；問 3 $-185\ \mathrm{kJ/mol}$；問 4 活性化エネルギーは小さくなるが，$\Delta H$ は変わらない。

6.9 深入阅读

• JASSO · 化学シラバス：化学反応とエネルギーの出题范围，エンタルピー、ヘスの法則以原文为准。
• JASSO · 過去問題サンプル：2010–2021 年公开回次的理科题册，练反应焓、盖斯定律、键能题。
• 化学のグルメ：日本高中化学的讲解站，エンタルピー、反応エンタルピー的日文说法。