专题1 第1单元 第1课时 化学反应的焓变（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）

第一单元　化学反应的热效应 第1课时　化学反应的焓变 [学习目标] 1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能之间相互转化，能量的变化遵循能量守恒定律。2.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。3.明确恒温恒压下化学反应的反应热可以用焓变表示。4.能用热化学方程式表示反应中的能量变化。 [对应学生用书P1] 知识点一　焓变　反应热 1．焓变和反应热的概念 (1)反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，__吸收或放出的热量__称为化学反应的反应热。 (2)内能：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影响。 (3)焓变：在等压条件下进行的化学反应，反应热__等于__反应的焓变。用符号ΔH表示，常用单位：__kJ·mol-1__。放热反应的ΔH__<__0，吸热反应的ΔH__>__0。 (4)化学反应中能量变化的主要原因是__化学键断裂和形成时的能量变化__。 [注意]　反应热等于焓变是有条件的。 2．焓变与吸热反应和放热反应的关系 (1)用图示理解反应过程中物质的总能量与反应热的关系 (2)化学反应的分类(以反应过程中能量变化) 1．如何判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应？ 提示　(1)可以根据旧键断裂吸收的能量与新键形成时放出的能量的相对大小判断；(2)根据反应物和产物内能的大小判断；(3)根据反应焓变的正负号判断。 2．是否可以根据反应条件判断反应是吸热还是放热？需要加热的反应一定是吸热反应吗？ 提示　吸热反应和放热反应与反应条件无必然的联系。需加热的反应不一定是吸热反应，有的反应开始时需加热，但反应发生后会放出一定的热量，能够维持该反应继续进行，如C＋O2CO2。 吸热反应与放热反应的比较 放热反应 吸热反应 图示 实例 ①大多数化合反应 ②中和反应 ③金属与水或酸的反应 ④燃烧反应 ⑤铝热反应 ①大多数分解反应 ②Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应 ③以C、CO为还原剂的氧化还原反应(除燃烧) 1．甲烷与CO2可用于制备合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，1 g CH4(g)完全反应吸收15.46 kJ的热量，下列图中能表示该反应过程中的能量变化的是(　　) 解析　1 g CH4完全反应吸收15.46 kJ的热量，则1 mol CH4完全反应吸收的热量为247.36 kJ。 答案　B 2．下列变化中，属于吸热反应的是________，其中焓变(ΔH)为负值的是________。(填序号) ①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓H2SO4稀释 ④HClO3分解制O2 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥CaCO3高温分解 ⑦CO2＋C2CO ⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 ⑨C＋H2O(g)CO＋H2 ⑩Al与盐酸反应 答案　②④⑥⑦⑧⑨　⑤⑩ 知识点二　热化学方程式 1．热化学方程式的概念及意义 (1)概念：能够表示反应热的化学方程式。 (2)意义：不仅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。 2．特点(与化学方程式比较) 普通化学方程式 热化学方程式 意义 只包含__物质__变化 有__物质__变化，包含反应中的__能量__变化 系数 整数，既表示微粒__个数__又表示该物质的__物质的量__ 可以是整数也可以是__分数__，只表示该物质的__物质的量__ 状态 不要求注明 必须在分子式后注明 环境条件 不要求 必须注明温度、压强(若未标出，则为25 ℃即298 K、101 kPa) 3．热化学方程式的书写方法 (1)写出相应的化学方程式。热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只表示其__物质的量__，可以是整数或分数。 (2)标注反应的温度和压强。没有特殊说明是指25 ℃、101 kPa。不用标明反应条件(如“加热”“高温”“催化剂”等)。 (3)标注各物质聚集状态。在物质后面用括号标注各物质的聚集状态：气体用“__g__”，液体用“__l__”，固体用“__s__”，溶液用“__aq__”。 (4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空一格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“__－__”；若为吸热反应，ΔH为“__＋__”(“＋”可省略不写)。 (5)计算ΔH的数值。根据化学方程式中的化学计量数计算写出ΔH的数值。ΔH的单位是__kJ·mol-1__。 1．反应过程中的能量变化与哪些因素有关？书写热化学方程式时应注意什么问题？ 提示　由于反应的焓变与物质的聚集状态、化学方程式中的化学计量数等有关，所以书写热化学方程式时，需注明物质的状态、焓变(符号、数值及单位)。 2．ΔH的单位中“mol-1”的含义是什么？ 提示　对于一个化学反应，ΔH的单位中“mol-1”是指“每摩尔反应”，因此ΔH必须与化学方程式一一对应。 1．书写热化学方程式的五步骤 2．热化学方程式正误判断的方法——“五看法” 1．下列热化学方程式正确的是(　　) A．2SO2＋O2⥫⥬2SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol-1 B．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝393.5 kJ·mol-1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1 解析　A中没有表示出物质的状态，错误；B中该反应为放热反应，ΔH应为负号，错误；C中ΔH的单位是kJ·mol-1，错误；D符合热化学反应方程式的要求，正确。 答案　D 2．写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol液态肼(N2H4)在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ热量________________________________________________________________________。 (2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量：________________________________________________________________________。 (3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量 ________________________________________________________________________。 (4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量________________________________________________________________________。 解析　(3)CO转化为CO2的化学方程式为2CO＋O2===2CO2，1 mol CO生成CO2放出热量为283 kJ，则反应的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol-1。(4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为＝131.3 kJ。 答案　(1)N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－642 kJ·mol-1 (2)Cu(s)＋O2(g)===CuO(s)　ΔH＝－157 kJ·mol-1 (3)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol-1 (4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol-1 书写热化学方程式的注意点 (1)需注明环境的温度和压强(25 ℃、101 kPa，可不注明)。 (2)应注明反应物和生成物的状态。 (3)对于相同的反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同。 知识点三　反应热的本质 1．从微观角度分析化学反应的焓变 (1)N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示： 由图可知： 化学键 反应中能量变化 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化 氮氮键 吸收__946__ kJ 共吸收__1444__ kJ 氧氧键 吸收__498__ kJ 氮氧键 放出__632__ kJ 共放出__1264__ kJ 结论 N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热ΔH＝__180_kJ·mol-1__ 化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图所示： 其中，E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量，E2可看作生成物形成化学键放出的总能量，E1与E2的差值表示__反应热__。上述反应过程表示该反应为__放热__反应。 (2)焓变计算公式：ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能) 2．化学变化中的能量变化可为人的生命活动提供能量 (1)为人体提供所需能量的三大营养物质是__糖类__、__脂肪__和__蛋白质__，其中__脂肪__的热值最大。 (2)糖类中只有__单糖__能直接给人提供热量，写出180 g葡萄糖在人体内与氧气作用，产生2803 kJ能量的热化学方程式：__C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6H2O(l)＋6CO2(g)__ΔH＝－2803_kJ·mol-1__。 反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的微观过程及其能量变化如图所示。 (1)结合上图从微观角度描述H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的过程。 (2)根据图中提供的键能数据，计算1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)作用生成2 mol HCl(g)的热效应。 (3)从微观角度看，化学反应中能量变化的主要原因是什么？如何判断反应是放热反应还是吸热反应？ 提示　(1)H2和Cl2需先断裂化学键变成H和Cl，然后H和Cl形成新的化学键得到HCl。 (2)断裂1 mol H—H键需吸收436 kJ的能量，断裂1 mol Cl—Cl键需吸收243 kJ的能量；形成1 mol H—Cl键会释放431 kJ的能量；所以反应总体上会放出183 kJ的能量。 (3)从微观角度看，化学反应中能量变化的主要原因是断裂化学键所吸收的能量和形成化学键所放出的能量不相等。断裂化学键所吸收总能量(反应物键能总和)大的是吸热反应，形成化学键所放出总能量(生成物键能总和)大的是放热反应。 1．化学反应的本质 2．焓变的两种计算方法 (1)根据物质具有的能量来计算 ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物) (2)根据化学键来计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和 ＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键放出的总能量 3．有关键能及计算中的注意事项 (1)键能：键能是指在标准状况下，将1 mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量，用符号E表示，单位为kJ·mol-1。键能是表征化学键强度的物理量，可以用键断裂时所需的能量大小来衡量。 (2)熟记常见1 mol物质中含有的共价键的类别及物质的量：如1 mol H2O中含有2 mol H—O键，1 mol H2O2中含有2 mol H—O键和1 mol O—O键；1 mol P4含有6 mol P—P键；1 mol SiO2中含有4 mol Si—O键。 (3)注意事项：计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系，不能按1 mol计算，要根据实际配平的化学方程式计算反应物或生成物的总键能。 1．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开1 mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ能量，断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ能量。 下列说法正确的是(　　) A.N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝－180 kJ·mol-1 B．NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋90 kJ·mol-1 C．断开1 mol NO(g)中化学键需要吸收632 kJ能量 D．形成1 mol NO(g)中化学键可释放90 kJ能量 解析　该反应为吸热反应，A错误；正反应为吸热反应，则逆反应应为放热反应，B错误；ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(946＋498)kJ·mol-1－2E(N—O)＝＋180 kJ·mol-1，E(N—O)＝632 kJ·mol-1，则断开1 mol NO(g)中化学键需吸收632 kJ能量，C正确；由C项可知，E(N—O)＝632 kJ·mol-1，则形成1 mol NO(g)中化学键可释放632 kJ能量，D错误。 答案　C 2．已知一些化学键的键能数据如表所示： 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/kJ·mol-1 414 489 565 155 请根据键能数据书写CH4(g)和F2(g)反应生成CF4(g)和HF(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　首先根据反应物和生成物写出反应方程式，注明各物质的状态，化学反应的反应热等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差，根据键能数据可知，所求反应的反应热ΔH＝414 kJ·mol-1×4＋155 kJ·mol-1×4－489 kJ·mol-1×4－565 kJ·mol-1×4＝－1940 kJ·mol-1。 答案　CH4(g)＋4F2(g)=== CF4(g)＋4HF(g) ΔH＝－1940 kJ·mol-1 [对应学生用书P5] 1．下列变化过程需要吸收能量的是(　　) A．2H2＋O22H2O B．Cl＋Cl―→Cl2 C．CaO＋H2O===Ca(OH)2 D．H2―→H＋H 解析　H2在O2中燃烧放出大量的热，生石灰溶于水放热，原子形成化学键放出能量，拆开H—H键则需吸收能量。 答案　D 2．(2024·无锡检测)下列说法不正确的是(　　) A．恒压条件下的焓变在数值上等于变化过程中的热效应 B．焓变的符号是ΔH C．焓变的单位通常是kJ·mol-1 D．硝酸铵溶于水是吸热反应 解析　硝酸铵溶于水不是化学反应，该过程吸热。 答案　D 3．氢气是一种清洁能源，如图是H2和O2反应生成H2O的能量变化示意图，由图可知(　　) A.H2O(g)―→H2O(l)，断键吸收的能量小于成键释放的能量 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1 C．H2和O2具有的总能量比H2O所具有的总能量高 D．生成2 mol H2O(g)需要吸收483.6 kJ的能量 解析　H2O(g)―→H2O(l)反应过程需要放出热量，属于物理变化，化学键没有断裂，A错误；根据图示可知，反应物的能量比生成物的能量高(483.6 kJ＋88 kJ)＝571.6 kJ，所以反应的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，B正确；根据图示可知，2 mol H2和1 mol O2具有的总能量比2 mol H2O所具有的总能量高，C错误；根据图示变化趋势可知，生成2 mol H2O(g)需要放出483.6 kJ的能量，D错误。 答案　B 4．下列关于2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH＝－5800 kJ·mol-1的叙述错误的是(　　) A．该反应的反应热ΔH＝－5800 kJ·mol-1，是放热反应 B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关 C.该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下，2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5800 kJ D．该反应表明2 mol丁烷燃烧时一定会放出5800 kJ的热量 解析　由热化学方程式表示的意义可知，A、B正确；在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C正确；2 mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成液态水时放出的热量才是5800 kJ，D错误。 答案　D 5．在25 ℃、101 kPa的条件下，断裂1 mol H—H键吸收436 kJ能量，断裂1 mol Cl—Cl键吸收243 kJ能量，形成1 mol H—Cl键放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示： 请回答下列有关问题： (1)反应物断键吸收的总能量为________。 (2)生成物成键放出的总能量为________。 (3)反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)________(填“吸收”或“放出”)能量。 (4)反应物的总能量________(填“>”“＝”或“<”)生成物的总能量。 解析　反应物断键吸收的总能量是断裂1 mol H—H键与1 mol Cl—Cl键吸收的能量之和，即436 kJ＋243 kJ＝679 kJ；生成物成键放出的总能量为2×431 kJ＝862 kJ。由于吸收的总能量小于放出的总能量，所以该反应放热即反应物的总能量大于生成物的总能量。 答案　(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)放出　(4)> 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$