第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 第1课时-2025-2026学年高二化学同步课件（人教版2019选择性必修1）

该高中化学课件围绕反应热与焓变、化学反应能量变化原因展开，以“能量从何而来？如何转化？”结合燃料燃烧、医用冰袋导入，通过体系与环境分类、吸热放热反应实例、中和热测定实验，逐步过渡到焓变概念及宏微观解释，构建连贯学习支架。 其亮点在于突出科学探究与实践，中和热测定实验含详细步骤、数据处理及注意事项，结合化学观念与科学思维，从宏观总能量、焓变及微观化学键断裂形成双重视角分析能量变化。随堂练习如石墨转化为金刚石能量判断等实例巩固知识，课堂小结结构化梳理要点，助力学生培养实验能力与逻辑思维，为教师提供完整教学链条与实例支持。

反应热 焓变 【第一章 化学反应的热效应 】 人教版高中化学选择性必修一 高中化学 新课导入 能量究竟从何而来？它又如何转化？ 燃料燃烧 医用冰袋 高中化学 一、化学反应的能量变化 被研究的物质及发生的反应称为 ， 与体系相互影响的其他部分称为 。 例如：对于在试管中进行的盐酸与NaOH溶液的反应 盐酸、NaOH溶液及二者的反应 试管和溶液之外的空气 体系（或系统） 环境 体系与环境之间存在物质交换或能量交换。 高中化学 一、化学反应的能量变化 体系的分类 物质交换 能量交换 开放体系 封闭体系 孤立体系 √ ◊ √ √ ◊ ◊ （敞口容器） （恒容或恒压） （恒容绝热） 高中化学 一、化学反应的能量变化 任何化学反应都必定伴随能量的变化 ①热能 ②电能 ③光能 当能量变化以热能的形式表现时： 化学反应 吸热反应：吸收热量的化学反应 放热反应：释放热量的化学反应 热量是因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量 高中化学 一、化学反应的能量变化 回忆常见的吸热反应和放热反应 （1）常见的放热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ⑤铝热反应 ④活泼金属与水或酸的反应 2Na＋2H2O ＝ 2NaOH＋H2↑ C＋O2 CO2 点燃 NaOH＋HCl＝NaCl＋H2O CaO＋H2O ＝ Ca(OH)2 ⑥物质的缓慢氧化 高中化学 （2）常见的吸热反应 ①大多数分解反应 ② ③特殊的吸热反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 NaHCO3＋HCl ＝ NaCl＋CO2↑+H2O CaCO3 CaO＋CO2↑ 高温 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O C＋CO2 2CO 高温 C＋H2O(g) CO ＋H2 高温 一、化学反应的能量变化 高中化学 一、化学反应中的热量变化 思考与讨论 吸热反应一定需要加热吗？放热反应一定不需要加热吗? 不一定 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下就能进行 碳和氧气的反应，刚开始需要加热引发燃烧，但该反应为放热反应 高中化学 一、化学反应中的热量变化 思考与讨论 浓硫酸稀释、NaOH固体溶解都会放热，它们是放热反应。（ ） 水蒸发、碘升华吸热，它们是吸热反应。（ ） × × 注意：放热反应和吸热反应均是化学反应，有些物质的变化虽然也有热量变化，但并不是放热反应和吸热反应。 高中化学 二、反应热及其测定 在等温条件下，化学反应体系向环境_______或从环境_______的热量，称为化学反应的 ，简称反应热。 反应热的概念 释放 吸收 热效应 【注意】①等温条件下，指化学反应发生后，使反应后体系的温度恢复到反应前体系的温度，即反应前后体系的温度相等。 ②任何化学反应都有反应热，物理变化过程的热量变化不是反应热。 高中化学 随堂练习 1.下列过程伴随的能量变化属于反应热的是( ) A.形成 中的化学键放出的能量 B.石墨转化为金刚石吸收的能量 C.形成 吸收的能量 D.水蒸气变成液态水放出的能量 B 高中化学 二、反应热及其测定 反应热的测定工具 高中化学 二、反应热及其测定 例如：盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量。 反应前后，若环境的温度未变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。 实验原理：H++ OH-=H2O 计算公式： Q ＝ c · m ·Δt Q：中和反应放出的 ； m： 的质量； c：反应混合液的 ； Δt：反应前后溶液 的差值。 热量 体系(反应混合液） 比热容 温度 高中化学 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。 ②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)。 二、反应热及其测定 （1）测量数据一：反应物的温度 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用 先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干，避免酸碱提前中和 为了保证盐酸完全被NaOH中和，使碱稍稍过量，后续计算以少量的物质为标准。(酸稍微过量也可以) 高中化学 二、反应热及其测定 （2）测量数据二：反应后体系的温度 打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。用水把温度计冲洗干净，擦干备用。 操作时动作要快，一次倒入，不能分多次 不能用金属搅拌器，避免热量损失 此时酸碱恰好完全反应 （3）重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。 多次实验求平均值，保证实验数据的准确性，若有某一组的实验数据有明显偏差，应直接舍去 高中化学 取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差( t2-t1)，将数据填入下表。 二、反应热及其测定 数据处理 实验次数 反应物的温度/℃ 反应前体系的温度 反应后体系的温度 温度差 盐酸 NaOH溶液 t1/℃ t2/℃ (t2－t1) /℃ 1 25.0 25.2 25.1 28.5 3.4 2 24.9 25.1 25.0 28.3 3.3 3 25.6 25.4 25.5 29.0 3.5 取平均值用于计算 高中化学 根据温度差和比热容等计算反应热。 二、反应热及其测定 为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则： ① 50 mL 0.50 mol/L 盐酸的质量 m1＝____ g， 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液的质量m2 ＝____ g ； ②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃ )， 50 mL 0.50 mol/L盐酸与 50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为： Q ＝ c · m ·Δt =c·(m1＋m2)· (t2－t1)＝___________________＝___________。 4.18×100 (t2-t1) ×10-3kJ 0.418(t2-t1) 50 50 高中化学 二、反应热及其测定 ③生成1 mol H2O时放出的热量为______________。 NaOH ＋ HCl ＝ NaCl ＋ H2O 0.0275 mol 0.025 mol 0.025 mol kJ 0.418(t2－t1) 0.025 高中化学 二、反应热及其测定 大量实验测得，25 ℃和101 kPa下，强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时，放出57.3 kJ的热量。 中和反应的反应热，简称为中和热 注意：①条件：稀溶液； ②中和热不包括物质溶解或电离所伴随的热效应。 ③中和反应的实质是H+和OH-生成液态水，若反应过程中有其他物质生成， 这部分反应热也不在中和热内。 高中化学 ①若用浓硫酸(或NaOH固体)，中和热数值通常比 57.3 kJ· mol-1大的原因 ②若用弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，中和热数值通常比 57.3 kJ· mol-1小的原因 二、反应热及其测定 思考与讨论 因为它们溶解放热，放热增多。 因为弱电解质电离时吸热，放热减少。 高中化学 二、反应热及其测定 ③若用稀硫酸和稀氢氧化钡溶液反应，中和热数值通常比 57.3 kJ· mol-1大的原因 思考与讨论 因为沉淀的形成过程会额外释放能量，放热增多。 ④若改用100mL0.50 mol·L-1盐酸与100 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液混合，所测中和热的数值是否为本实验结果的2倍? 否；中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热，数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应与本次实验结果基本相同。 高中化学 随堂练习 2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。 下列判断正确的是( ) A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应 B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加 C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，则测定结果数值偏低 D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果无影响 C 高中化学 随堂练习 3.某实验小组用溶液和 溶液进行中和反应反应热 的测定。测定中和反应反应热的实验装置如图所示。 （1）取溶液和 溶液进行实验，实验数据如表所示,通过计 算将表格补充完整。 实验次 数 起始温度 反应后的最 高温度 温度差平均值 溶液 溶液 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 —— 2 27.0 27.4 27.2 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 4.0 高中化学 随堂练习 （2）使溶液与 溶液混合均匀的正确操作是___（填标号）。 .用温度计小心搅拌 .打开杯盖用玻璃棒搅拌 .轻轻地振荡杯体 .用套在杯盖上的玻璃搅拌器上下移动搅拌 高中化学 （3）近似认为溶液和溶液的密度都是 ， 中和后混合溶液的比热容,则 ______________（结果保留一位小数）。 （4）上述实验结果大于理论值，产生偏差的原因可能是_____（填标号）。 .实验装置保温、隔热效果差 .分多次把溶液倒入盛有 溶液的内筒中 .用温度计测量溶液的起始温度后直接测量 溶液的温度 高中化学 化学反应产生反应热的原因——化学反应前后体系的内能(符号U)发生了变化 体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等的影响。 三、焓变 内能的概念 【思考】在科学研究和生产实践中，化学反应通常是在等压条件下进行的。如何描述等压条件下的反应热？ 高中化学 三、焓变 焓 与 有关的物理量，符号： ， 同一物质的不同状态的焓值不同： g l s 生成物与反应物的焓值差 ，符号：ΔH 焓变 H 内能 ＞ ＞ 单位：kJ/mol 或 kJ·mol-1 规定：吸热取“正”，即ΔH>0；放热取“负”，即ΔH<0 焓变与反应热的关系：等(恒)压条件下的反应热称为焓变 高中化学 四、化学反应热量变化的原因 反应物的总能量大于生成物的总能量 化学能转化为热能 放热反应 反应物的总能量小于生成物的总能量 热能转化为化学能被生成物“储存” 吸热反应 一个反应是释放能量还是吸收能量， 与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关。 宏观角度：总能量的高低 能量越低物质越稳定 高中化学 四、化学反应中的热量变化的原因 宏观角度：取决于反应物总焓和生成物总焓的相对大小 反应热 = ΔH = ∑H (生成物) - ∑H (反应物) 高中化学 四、化学反应中的热量变化的原因 能量 反应进程 反应物 生成物 E吸 E放 ΔH 根据能量图像判断反应的吸放热 方法一：E吸>E放 方法二： ΔH>0 高中化学 四、化学反应热量变化的原因 微观角度:化学键的断裂和形成 键断裂 键断裂 + + + + 吸收能量 吸收能量 键形成 释放能量 键形成 释放能量 H Cl 高中化学 四、化学反应热量变化的原因 键能：在标准状态下，将1mol气态分子 AB 解离为气态A、B 原子所吸收的能量或由 A、B气态分子形成1mol AB所释放的能量。单位： kJ/mol 共价键 H-H Cl-Cl H-Cl 键能 436 243 431 请根据上表计算1mol氢气和1mol氯气化合生成2mol氯化氢的能量变化。 断键共吸收能量：436+243=679 kJ 成键共释放能量：2 X 431=862 kJ 整个反应释放了： 862-679=183 kJ 能量 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因 高中化学 能量 反应进程 H Cl Cl- H- H-Cl H-Cl H Cl Cl H 放出能量183kJ 四、化学反应热量变化的原因 断1 mol H-H键吸收436kJ 断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ 形成 2 mol H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示： ΔH<0 高中化学 四、化学反应热量变化的原因 归纳总结 根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断： 反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为____________反应， 反之为 反应（宏观角度）。 根据焓变的正负判断： 吸热反应： ；放热反应： 。 （宏观角度） 根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断： 断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为____________反应，反之为____________反应（微观角度）。 放热 吸热 吸热 放热 ΔH<0 ΔH>0 高中化学 4.C (石墨，s) = C (金刚石，s) ΔH = +1.9 kJ/mol，石墨、金刚石哪个更稳定？石墨、金刚石哪个键能更大？ 随堂练习 能量 反应进程 石墨 金刚石 (1)物质总能量越低，物质越稳定； (2)键能越大，破坏该化学键需要的能量越高，该化学键越难断裂，所以物质越稳定。 石墨更稳定 石墨键能更大 高中化学 随堂练习 5.已知反应 的能量变化如图所示，下列说法正确的 是( ) A. B.的能量高于和 的能量之和 C.断裂中的化学键放出的能量为 D.该反应生成和吸收 能量 D 高中化学 6.用 催化加氢可以制取乙烯，其热化学方程式为 。相关化学键的 键能（如表所示：) 化学键 键能/ 803 436 414 464 则表中的 为( ) A.766 B.154 C.890 D.2 622 A 随堂练习 高中化学 反应热 焓变 化学反应中的热量变化 化学反应热量变化的原因 宏观角度 微观角度：化学键的断裂与形成 五、课堂小结 体系和环境 吸热反应和放热反应 反应热及其测定 焓变 总能量的高低 焓变的正负 中和反应的反应热测定 反应热的概念 高中化学 $$