第一章 化学反应的热效应 学案-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

“学为中心”探究式学习高效课堂导学案 年级： 高二 班别： 姓名： 制作人： 化学备课组 科目： 化学 选修1 第一章 化学反应的热效应 全章复习与巩固 【知识网络】 1、知识结构 　　　　  2、知识联系 　　 【要点梳理】 要点一、反应热及燃烧热、中和热等概念 1、反应热： 　　当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量为该反应在此温度下的热效应。 2、燃烧热 　　(1)概念：在101kPa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。 　　(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。 要点诠释： ① 规定是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。 　　② 规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C8H18的燃烧热为5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为 　 　　C8H18(l)+O2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l) 　△H=－5518kJ/mol 　　③ 规定生成物为稳定的氧化物．例如C→ CO2、H →H2O(l)、S →SO2等。 　　　　C(s)+O2(g)=CO(g)　△H=－110.5kJ/mol 　　　　C(s)+O2(g)=CO2(g)　△H=－393.5kJ/mol 　　　　C的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。 　　④ 叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H表示时取负值。 　　　 例如，CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，而△H＝－890.3kJ/mol。必须以1mol可燃物燃烧为标准。 3、中和热 　　(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 　　(2)中和热的表示：H＋(aq)+OH－(aq)=H2O(l)　△H=－57.3kJ/mol。 　　要点诠释：① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H＋)≤1mol/L，碱溶液中的c(OH－)≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。 　　②强酸与强碱的中和反应其实质是H＋和OH－反应(即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，1molH＋和1molOH－反应生成1molH2O时，放出热量57.3kJ。其热化学方程式为 　　　 H＋(aq)+OH－(aq)=H2O(l)　△H=－57.3kJ/mol 　　　 因此，所有中和反应的△H都相同，都为－57.3kJ/mol。 　　③ 中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1mol H2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。 4、中和热的测定 　　(1)主要仪器：大烧杯(500mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。 　　(2)实验步骤： 　　①组装仪器如图6-1所示。 　　②分别量取50mL 0.50 mol/L的盐酸和50mL  　　　0.55mol/L NaOH溶液，记录起始温度t1。 　　③混合反应并准确量取混合液最高温度，记录终止温度t2。 　　④重复实验二次，取平均值。 　　⑤计算△H= 　　(3)可能的误差 　　①未及时测出最高温度——其值偏小 　　②使用一个量筒且未洗干净——其值偏小 　　③烧杯过大——其值偏小 要点二、化学反应的焓变 1、焓的定义 　　物质所具有的能量是性质，符号为H。用焓变(△H)来描述与反应热有关的能量变化。 　　△H＝H(生成物)－H(反应物) 　　△H为生成物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。 　　注意：△H >0，表示吸热；△H <0，表示放热；单位：J/mol或kJ/mol 2、反应热与焓变的关系 　　热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变。数学表达式：QP=∆H，其中：QP表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。 要点三、热化学方程式及其书写 1、概念：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。 2、意义：既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。 要点诠释： (1).热化学方程式必须标出能量变化。 　　(2).热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。 　　(3).热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。 3、书写注意事项： 　　(1)要注明反应物和生成物的聚集状态(若为同素异形体，要注明名称)，因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状态不同，△H也不同。 　　(2)要注明反应温度和压强。因为△H的大小和反应的温度、压强有关，如不注明，即表示在101kPa和25°C。 　　(3)热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其△H也同等倍数的改变。 　　(4)△H的表示：在热化学方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表吸热，“－”代表放热。△H的单位是：kJ/mol或J/mol。 要点四、焓变的计算――盖斯定律及其应用 1、盖斯定律的涵义：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。 2、盖斯定律的应用：盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。 3、反应热计算 　　根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。 　　热化学方程式的简单计算的依据： 　　(1)热化学方程式中化学计量数之比等于各物质的物质的量之比，还等于反应热之比。 　　(2)热化学方程式之间可以进行加减运算。当两个热化学方程式相加(减)时，反应热同时相加(减)，得到一个新的热化学方程式。 【典型例题】 类型一、热化学基本概念 例1 下列说法正确的是( ) 　　A. 在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热； 　　B. 酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热； 　　C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一； 　　D. 在稀溶液中，1mol　CH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ。 举一反三： 　　【变式1】“碘受热升华，破坏的是分子间作用力，未破坏I-I共价键，因此未发生吸热反应”的说法是否正确？ 　　 　　 【变式2】中和热的测定实验中将50mL 0.5mol/L的盐酸改为60mL 0.5mol/L盐酸所放出的热量与所求中和热与未改前是否相等？怎样判断？ 　 类型二、热化学方程式 　　例2 在一定的条件下，当64g SO2气体被氧化成SO3气体时，共放出热量98.3kJ。据此，下列热化学方程式正确的是( ) A.   B.   C.   D.   　 　　【总结升华】热化学方程式的正确书写是学好热化学版块的基本功。书写时注意物质的状态、化学计量数、反应热数值的关系，并且要求准确理解热化学方程式的含义。 举一反三： 　　【变式1】往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg(OH)2，树脂可燃性大大降低。 　　已知热化学方程式： 　　Mg(OH)2(s)==MgO(s)+H2O(g)　△H1=+81.5kJ·mol-1 　　Al(OH)3(s)=Al2O3(s)+H2O(g)　 △H2=+87.7kJ·mol-1 　　①Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是_________________________________________ 　②等质量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果较好的是____________，原因是_______________ _______________________________________________________________________________________。 　　③常用阻燃剂主要有三类：A.卤系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.无机类，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是______(填代号)，理由是__________________________________________________________________________________________。 　　　 　　【总结升华】热化学方程式的书写常见错误  　　①未标明物质的聚集状态  　　②没有配平 　　③反应热计算错误 　　④反应热的值与方程式中的化学计量数不匹配 　　⑤反应热没有单位 　　⑥反应热没有带上“+”号或“—”号。 【变式2】用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，传统上该转化通过如下图所示的催化剂循环实现 其中，反应①为：2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) △H1 反应②生成1molCl2 (g)的反应热为△H2，则总反应的热化学方程式为 , (反应热用△H1和△H2表示)。 类型三、反应热的有关计算 　　例3 甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3 已知反应①中的相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C O H—O C—H E/（kJ·mol-1） 436 343 1076 465 413 由此计算△H1＝ kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，则△H3＝ kJ·mol-1。 　　【思路点拨】反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值。 　　　 【总结升华】反应热的计算方法： (1)利用反应物和生成物键能之和计算，△H = 反应物键能总和—生成物键能总和 (2)利用反应物和生成物的总能量计算，△H = 生成物总能量—反应物总能量。 (3)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的计量数包括△H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。 (4)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。 (5)可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热。 举一反三： 　　【变式1】含11.2g KOH的稀溶液与1L 0.1mol/L H2SO4溶液反应放出11.46kJ的热量，该反应中和热的热化学方程式正确的是( ) 　　 　　【变式2】根据热化学方程式(在101kPa时)：，分析下列说法中不正确的是( ) 　　A. S的燃烧热为297.23kJ/mol 　　B. 放出热量大于297.23kJ 　　C. 放出热量小于297.23kJ 　　D. 形成1mol SO2的化学键所释放的总能量大于断裂1mol S(s)和1mol O2(g)的化学键所吸收的总能量 巩固1．(12分)50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，回答下列问题： (1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_________ ______________________ (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。 (3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”、“不相等”)，所求中和热__________(填“相等”、“不相等”)，简述理由___ (4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”“无影响”)。 巩固2．已知下列反应：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋1/2O2(g)　ΔH＝－266 kJ·mol－1 试回答： (1)CO的燃烧热ΔH＝________。 (2)在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为_______ (3)工业废气中的CO2可用碱液吸收。所发生的反应如下： CO2(g)＋2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1 CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)　ΔH＝－b kJ·mol－1 则：①反应CO2(g)＋H2O(l)＋Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的ΔH＝_____ kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。 ②标况下，11.2 L CO2与足量的NaOH溶液充分反应后，放出的热量为______ kJ(用含a或b的代数式表示)。 巩固3．研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题： （1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示： 反应的热化学方程式为______________________________ ___________________。 （2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ•mol−1，H—H键的键能是436.0 kJ•mol−1，N—H键的键能是391.55 kJ•mol−1，则N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=_____________________。 （3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知：①C(s，石墨)+O2(g) CO2(g) ΔH1=−393.5 kJ•mol−1；②2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2=−571.6 kJ•mol−1；③2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=−2599 kJ•mol−1。298 K时反应2C(s，石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓变：ΔH=_____________________。 （4）已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下： 4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) ΔH1；4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH2。下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是________。 A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．无法计算 参考答案（请聪明的您一定认真做完再对答案，那才是高效多收获的!祝您成为化学高手！） 例1 【答案】C 【解析】本题旨在考查对燃烧热、中和热的定义的理解，特别是两概念中应注意的问题。 【总结升华】热化学的基本概念是理解热化学相关问题的关键，只有熟练掌握这些基本概念才能使本部分内容体系化。而准确掌握这些基本概念的要点才能对一些命题进行正确判断。 【变式1】【答案】化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应，把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。而碘升华属物理变化未发生化学反应，因此上述说法正确。 【变式2】【答案】两者相等；中和热是指酸与碱发生中和反应生成1mol水所放出的热量，与酸碱的用量无关。 【解析】计算放出的热量：Q=m△t·C=(m2-m1)(t2-t1)·C，由于原反应中碱稍过量，现增大盐酸的量，生成的水增多，放出的热量增多，因此放热不等，又由于△H=Q/n(H2O)，Q增大，n(H2O)增多，而比值不变，因此中和热值不变。中和热相等也可从概念判断得出。 例2【答案】C 　　【解析】此题旨在考查△H与物质的量的关系，及书写热化学反应方程式的注意事项。1mol SO2完全氧化为SO3气体时放出热量为98.3kJ/mol，即△H为负值。 【变式1】【解析】①Mg(OH)2和Al(OH)3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳。 　　②Mg(OH)2 Mg(OH)2的吸热效率为：81.5kJ·mol-1/58g·mol-1=1.41 kJ·g-1；Al(OH)3的吸热效率为：87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12 kJ·g-1 等质量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸热多。 　　③C　四溴乙烷、磷酸三苯酯沸点低，高温时有烟生成，且高温时受热分解产生有毒、有害的污染物。无机类阻燃剂Mg(OH)2和Al(OH)3无烟、无毒、腐蚀性小。 【变式2】【答案】2HCl(g) + 1/2O2(g) H2O(g)+Cl2(g) △H=△H1+△H2 【解析】根据图像信息，箭头指向的是生成物可写出反应②的热化学方程式： CuCl2 (g)+1/2 O2 (g)CuO (s)+Cl2 (g) ΔH2，则①+②可得总反应。 例3 【答案】—99；＋41 【解析】根据表中数据和反应热的化学方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反应热△H1=1076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-3×413 kJ·mol-1-343 kJ·mol-1-465 kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1。根据盖斯定律可知②-①即可得到反应③，则△H3=-58 kJ·mol-1+99 kJ·mol-1=+41 kJ·mol-1。 【变式1】【答案】D 　　【解析】根据中和热的定义：在稀溶液中，酸和碱反应生成“1mol水”时的反应热。 　　　　　n(KOH)=0.2mol，则1mol KOH发生中和反应生成1mol水时放热 　　　　　 【变式2】【答案】C 　　【解析】根据题给燃烧热的热化学方程式可知A、D正确。若想确定B与C，需将题设热化学方程式拆分为： 　　　　　 　　，即放出热量的数值小于297.23kJ。 巩固1【答案】(1)减小热量散失 (2)偏小 (3)不相等 相等 因中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1 mol H2O放出的热量，与酸碱的用量无关 (4)偏小 【解析】(2)大烧杯上如不盖硬纸板，则会造成热量损失，测得的中和热数值偏小； (3)反应物的用量改变，放出的热量改变，但中和热数值不变(中和热指稀强酸和稀强碱反应生成1 mol H2O放出的热量，是定值)； (4)氨水是弱碱，电离吸热，必然使放出热量减少。 巩固2【答案】－283 kJ·mol－1 CO(g)＋Na2O2(s)=Na2CO3(s)　ΔH＝－549 kJ·mol－1 (a－2b) a/2 【解析】（1）2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，燃烧热是101kPa，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，则一氧化碳的燃烧热为△H=−283kJ/mol。本小题答案为：−283kJ/mol。 (2)已知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=−566kJ/mol ②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g)△H=−266kJ/mol， 由盖斯定律：1/2×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=1/2×(−566kJ/mol)+(−266kJ/mol)=−549kJ/mol。本小题答案为：CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=−549kJ/mol。 (3)①已知CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=−akJ/mol (1) CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq)△H=−bkJ/mol (2) 由盖斯定律：(2)×2−(1)得CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的△H=(a−2b)kJ/mol。本小题答案为：(a−2b)kJ/mol。 ②CO2与足量的NaOH溶液充分反应，其反应的热化学方程式为：CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=−akJ/mol，标况下，11.2LCO2的物质的量为 n(CO2)=11.2L/22.4L/mol=0.5mol，则放出的热量为0.5mol×akJ/mol=a/2kJ。本小题答案为：a/2。 巩固3【答案】CO(g)+H2O(g)＝CO2(g)+H2(g) ΔH=−41 kJ • mol−1−46.2 kJ • mol−1226.7 kJ • mol−1B 【解析】 （1）由图知，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH=−41 kJ • mol−1。 （2） N2(g)+ H2(g)NH3(g) ΔH=(948.9× + 436.0× −391.55×3)kJ • mol−1=−46.2 kJ • mol−1。 （3）由已知反应①×2+②×−③×，得2C(s，石墨)+H2(g) C2H2(g)ΔH=−393.5 kJ • mol−1×2+(−571.6 kJ·mol−1)× −(−2599 kJ·mol−1)× =226.7 kJ·mol−1。 （4）第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，得4Al(s)+2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1−ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0，即ΔH1−ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。 选修1 第一章 化学反应的热效应（含答案共8页） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$