第1章 第1节 第1课时 反应热 焓变-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（人教版单选）

学业要求 学业质量水平 1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。 2. 能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。 3. 能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如煤炭的综合利用 水平 质量描述 2 2－2　能分析化学变化中的能量吸收或释放的原因。 2－3　能定量分析化学变化的热效应及其在生产和生活中的应用 3 3－3　能设计实验方案探究物质和能量的转化的因素。 3－4　能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化、调控反应条件等的重要作用 4 4－1　能从宏观与微观、定性与定量等角度对物质变化中的能量转化进行分析和表征。 4－2　能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议 本章包括两部分内容：反应热和反应热的计算。第一节反应热，介绍反应热的概念、中和反应反应热的测定、焓变、热化学方程式和燃烧热，第二节反应热的计算，介绍盖斯定律和反应热的计算。从单元逻辑关系来看，反应热的概念是引入焓变的基础；反应热的测定和焓变是介绍热化学方程式及其书写的基础；热化学方程式和盖斯定律是计算反应热的基础。本章在内容编排上由浅入深、层层递进、环环相扣，逻辑性很强。本章内容在素材选择上，突出反应热在实际中的广泛应用，体现研究反应热的重要价值。 第一节　反应热 第1课时　反应热　焓变 1．能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。 2．知道化学能与热能的相互转化，掌握用焓变表示化学反应热效应的方法。 3．能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，正确认识和判断放热反应和吸热反应、反应热和焓变的概念 「任务一」　探究反应热及其测定 问题1.在测定反应热时，应该测量哪些数据？ 提示：测反应体系反应前与反应后的温度变化。 问题2.怎样才能提高量热计的准确度？ 提示：保温、隔热，防止热量损失。 1．体系与环境 以盐酸与NaOH溶液的反应为例： 2．体系与环境的热量交换——反应热 (1)热量：指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。 (2)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 3．实验探究——中和反应反应热的测定 (1)实验装置 (2)实验步骤 按教材中“中和反应反应热的测定”的探究中的步骤进行实验。 (3)实验数据测量 反应前体系温度(t1) 分别测量混合前盐酸、NaOH溶液的温度，取两温度的平均值作为t1 反应后体系温度(t2) 准确读取反应后混合溶液的最高温度作为t2 重复测量 重复(2)中的实验操作两次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据 (4)实验数据处理 为了计算简便，可近似地认为实验所用溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容，则： ①50 mL 0.50 mol/L盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液的质量m2＝50 g。 ②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1，计算出该反应放出的热量Q＝(50＋50)×4.18×(t2－t1) J。 ③根据计算生成1 mol H2O时放出的热量。 (5)实验结论 大量实验测得，在25 ℃和101 kPa 下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1_mol H2O时，放出57.3 kJ 的热量。 (1)在一个确定的化学反应中，反应体系和环境存在物质或能量交换(√) (2)在用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热实验中，将NaOH溶液分三次倒入盐酸中(×) (3)测定中和反应反应热的实验中，混合溶液的温度不再变化时，该温度为终止温度(×) (4)准确测量中和反应反应热的实验过程中，至少需测定温度4次(×) (5)在测定中和反应反应热时，稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和反应反应热数值更准确(×) 突破　酸碱中和反应反应热的考查 在25 ℃、101 kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时放出的热量为57.3 kJ。环境的温度、压强、所用酸的浓度及体系中沉淀的生成等都影响反应生成1 mol水时放出的热量。考题中经常因未指明生成1 mol H2O、强酸与强碱完全反应、反应中生成沉淀等而导致我们的判断出现偏差。 【例1】 (原创)下列说法正确的是(　　) A．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量均为57.3 kJ B．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应放出的热量均为57.3 kJ C．测定中和反应反应热时，用稀硫酸和Ba(OH)2稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量为57.3 kJ D．常温常压下，稀盐酸与KOH稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量为57.3 kJ 答案：D。 【例2】 (2025·上海大学附中期中)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。现用下图所示的装置测定中和反应反应热，实验试剂有50 mL 0.5 mol/L盐酸、50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液。 (1)从实验装置上看，还缺少_____________。 (2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度ρ都是1 g·cm-3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下表： 实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ HCl NaOH 平均值 1 20.0 20.1 20.05 23.2 2 20.2 20.4 20.3 23.4 3 20.5 20.6 20.55 23.6 4 20.1 20.3 20.2 23.8 依据该实验数据计算生成1 mol水放出的热量是_________kJ。(结果保留一位小数，Q＝cρV总·Δt) (3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1的盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，二者所放出的热量______(填“相等”或“不相等”)。 (4)下列说法正确的是______(填字母)。 A．向内筒中加入稀碱时，应当迅速 B．将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后，应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中，以免造成测量误差 C．内筒洗净后，未及时烘干，直接用该内筒进行实验，对生成1 mol H2O(l)时所测得的中和反应的反应热无影响 解析：(2)①0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.5 mol/L的盐酸50 mL反应生成n(H2O)＝0.5 mol/L×0.05 L＝0.025 mol，实验1、2、3、4的温度差值(t2－t1)℃分别为3.15 ℃、3.1 ℃、3.05 ℃、3.6 ℃，第4组实验误差较大应舍去，前3次实验反应前后平均温差为3.1 ℃，放出的热量Q＝cmΔt＝4.18 J/(g·℃)×100 g×3.1 ℃＝1.295 8 kJ，则生成1 mol水放出的热量是51.832 kJ。 答案：(1)玻璃搅拌器　(2)51.8　(3)不相等　(4)A 1．测定中和反应反应热时不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热；也不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，且电离时要吸收一部分热量。 2．要使用同一支温度计分别先后测量酸、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温度计。 3．减少热量损失的措施：选用玻璃搅拌器不选用金属搅拌器；倾倒液体时要一次性迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用玻璃搅拌器匀速搅拌。 4．数据处理时，应将离群数据舍去，通常取2～3次实验数据的平均值进行计算。 ◎鲁科版《化学反应原理》P2 为了定量地描述化学反应释放或吸收的热能，化学上规定：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称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热(heat of reaction)，通常用符号Q表示，并且约定反应吸热时Q取正值、反应放热时Q取负值。 ◎鲁科版《化学反应原理》P3 热容和比热 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，物质吸收热量，温度每升高1 K时所吸收的热量称为该物质的热容。热容用符号C表示，其单位为 J·K-1。纯物质的热容与其质量成正比。单位质量的物质的热容称为该物质的比热容，简称比热。比热的单位为 kJ·K-1·kg-1。常温下，液态水的比热为 4.18 kJ·K-1·kg-1。 1．为了测定中和反应反应热，计算时至少需要的数据是(　　) ①酸的浓度和体积　②碱的浓度和体积　③比热容　④量热器的质量　⑤反应前后溶液的温度变化　⑥操作所需的时间 A．①②③⑤ B．①③④⑥ C．③④⑤⑥ D．全部 答案：A。 2．(2025·北京师范大学附中期中)如图所示的简易量热计可用于测定中和反应的反应热，内筒盛有一定量的盐酸和氢氧化钠溶液。下列有关实验的描述不正确的是(　　) A．实验中不盖杯盖，会导致测得的数值偏大 B．实验时玻璃搅拌器上下匀速搅拌 C．处理数据时，需要计算生成水的物质的量 D．实验中如果用同体积同浓度的醋酸代替盐酸，测得的反应热数值偏小 答案：A。 3．(2025·河南名校大联考)中学的实验越来越科技化、精准化，测定中和反应反应热的数字化实验如下图a所示。将b装置嵌入挖好孔的泡沫板中，两支注射器中分别装有5 mL 0.50 mol·L-1盐酸和5 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液。下列说法正确的是(　　) A．由于实验实行数字化，搅拌器可为铜丝或塑料 B．泡沫板只是起到支撑稳固仪器的作用 C．数字温度计测量盐酸的温度后，可直接测量NaOH溶液的温度 D．应快速将注射器中的溶液注入烧杯中并转动搅拌器，记录温度最大值 解析：选D。铜丝或塑料的传热率都比玻璃大，会导致反应中热量损失大，测量不准确引起误差，A错误；泡沫板具有良好的隔热性能，除了起到支撑稳固仪器的作用，还有保温效果，减小实验误差，B错误；数字温度计测量盐酸的温度后，如果不洗涤，直接测量NaOH溶液的温度，会因残留的盐酸与NaOH反应导致测量的NaOH溶液温度偏高产生误差，C错误。 「任务二」　从宏观与微观的视角探究反应热与焓变 2024年11月15日，天舟八号货运飞船在文昌航天发射场由长征七号遥九运载火箭发射升空。 问题1.查阅资料，了解我国目前常用的推进剂类型、成分。 提示：火箭推进剂按照状态分为两大类： (1)液体推进剂：如液氢和液氧、液氧和煤油、液氧和甲烷、偏二甲肼和四氧化二氮。(2)固体推进剂：如含有颗粒铝、固体氧化剂和粘结剂的复合材料。 问题2.以液氢和液氧推进剂为例，分析化学反应过程中的物质变化与能量变化。 提示：液氢和液氧作为推进剂发生反应2H2＋O22H2O, 化学反应过程中，H—H、O===O化学键断裂吸收能量，O—H 化学键形成生成水，同时释放能量，因此化学反应过程中的物质变化与能量变化是同时发生的，化学反应中的能量变化是以物质变化为基础的，能量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关。 问题3.如何从宏观的角度判断一个反应是吸热反应还是放热反应呢？ 提示：根据反应物和生成物的能量相对大小判断一个反应是放热反应还是吸热反应。 1．从宏观角度认识反应热 (1)内能 内能是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。 (2)焓与焓变 ①反应热与焓变的关系 焓是与内能有关的物理量，符号为H。在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的焓变，用符号ΔH表示，常用单位是kJ/mol或kJ·mol-1。 ②焓变与吸热反应和放热反应的关系 放热反应 反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0 吸热反应 反应体系从环境中吸收能量，反应体系的焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0 图示 2.从微观角度理解反应热的实质 以反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) 的能量变化为例。在25 ℃和101 kPa下，1 mol各物质中的化学键断裂或形成时需要吸收或释放的能量如下图所示。 由图可知： 项目 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时，断裂或形成化学键的总能量变化 H—H 吸收436 kJ 共吸收679 kJ Cl—Cl 吸收243 kJ H—Cl 放出431 kJ 共放出862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) 的反应热ΔH＝－183 kJ·mol-1。分析表明，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 (1)化学变化中的能量变化都表现为热量的变化(×) (2)焓变一定等于反应热(×) (3)在一个化学反应中，当反应物总焓大于生成物的总焓时，反应放热，ΔH为负值(√) (4)需要加热才能发生的反应一定是吸热反应(×) (5)化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的(√) (6)同一物质的聚集状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态>液态>固态(√) 突破1　化学键的断裂、形成与反应热的关系及简单计算 【例1】 下图表示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量的变化情况。 (1)图中所示，反应中化学键断裂吸收的总能量为1_444 kJ，化学键形成释放的总能量为1_264 kJ。 (2)若用如图所示能量图表示反应2NO(g)===N2(g)＋O2(g)变化过程中的能量变化，则a、b、c对应的数值分别是1_264、1_444、180。 1．化学键的断裂、形成与反应热的关系 2．有关反应热与焓变的注意事项 (1)放热反应和吸热反应取决于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件无关。 (2)ΔH的值与反应条件无关，对于放热反应，放出的热量越多，ΔH越小。 (3)物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强，破坏该物质中含有的化学键需要的能量就越高，即该物质中化学键的键能就越大；反之亦然。 突破2　焓变的两种表达方式及简单计算 【例2】 (2025·苏州昆山开发区联考)已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量(单位：kJ· mol-1)与化学方程式信息如下。 物质 NO CO N2 键能 632 1 076 946 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－742 kJ· mol-1 则CO2的碳氧双键键能为(　　) A．432 kJ· mol-1 B．1 606 kJ· mol-1 C．803 kJ· mol-1 D．864 kJ· mol-1 解析：选C。设CO2的碳氧双键键能为x kJ· mol-1，由ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，得(2×632＋2×1 076)－(946＋2×2x)＝－742，解得x＝803。 焓变的两种计算方法 1．根据物质具有的能量计算 ΔH＝E总(生成物)－E总(反应物) 2．根据化学键计算 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 [说明] 键能：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量叫键能，单位为kJ·mol-1。 1．(2025·陕西咸阳统考)关于焓及焓变的说法中错误的是(　　) A．物质的聚集状态不同，焓值不相同 B．水在光照下分解和在通电条件下分解的焓变不同 C．化学反应中焓变不可以为零 D．已知某反应的焓变小于零，则生成物的总焓小于反应物的总焓 答案：B。 2．(2025·安徽六安一中期中)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)⥫⥬HNC(g)异构化反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．1 mol HCN中的总键能比1 mol HNC的总键能小 B．该异构化反应的反应热ΔH＝－59.3 kJ· mol-1 C．稳定性：HCN>HNC D．该异构化反应只有在加热条件下才能进行 答案：C。 3．(2025·广东清远联考)某研究所研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能(单位：kJ·mol-1)如表所示。 化学键 H—O O===O H—H O—O 键能 463 498 436 138 若反应过程中分解了2 mol H2O，则下列说法不正确的是(　　) A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B．过程Ⅲ属于放热反应 C．总反应是吸热反应 D．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 解析：选B。总反应为2H2O2H2↑＋O2↑，是吸热反应，A、C正确；过程Ⅲ是H2O2―→H2＋O2，断裂H2O2中2 mol H—O键和1 mol O—O键，吸收(463×2＋138) kJ＝1 064 kJ能量，生成1 mol H2中H—H键和1 mol O2中O===O键，释放(436＋498) kJ＝934 kJ能量，即吸收了(1 064－934) kJ＝130 kJ能量，是吸热反应，B错误；过程Ⅰ中断裂了2 mol H2O中H—O键，吸收能量(463×2) kJ＝926 kJ，D正确。 1．(2025·四川内江期中)如图所示，用50 mL 0.5 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法不正确的是(　　) A．X为隔热层，能有效减少实验过程中的热量损失 B．用量筒量取盐酸时，若俯视读数，则测得的中和反应反应热数值偏小 C．改用25 mL 0.5 mol·L-1盐酸和25 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，求出的中和反应反应热和原来的不同 D．使用玻璃搅拌器既可以搅拌又可以避免损坏温度计 答案：C。 2．(2025·广东名校联考)已知M―→P分两步进行：①M―→N；②N―→P。其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是(　　) A．ΔH<0 B．反应②为吸热反应 C．ΔH1>ΔH2 D．相同条件下，最稳定的物质为P 答案：B。 3．已知碘化氢分解吸热，分以下两步完成：2HI(g)―→H2(g)＋2I·(g)；2I·(g)―→I2(g)。下列图像最符合上述反应过程的是(　　) 答案：A。 4．已知：氢气和氧气的混合气体遇火星即发生爆炸，生成水；水在1 000 ℃以上持续加热会分解为氢气和氧气；水电解生成氢气和氧气。 (1)氢气和氧气反应生成水的反应是______(填“放热”或“吸热”)反应，2 mol氢气和1 mol氧气的总能量________(填“大于”或“小于”) 2 mol水的总能量，此反应中化学能转化为________能。 (2)水在高温下分解的反应为________(填“放热”或“吸热”)反应，反应中热能转化为________能。电解水的过程是________能转化为________能的过程。 (3)氢气燃烧生成水时的热量变化如下图。 ①生成1 mol H2O时放出热量______kJ。 ②甲、乙、丙中物质所具有的总能量由大到小的顺序是____________。 答案：(1)放热　大于　热　(2)吸热　化学　电　化学　(3)①245　②乙＞甲＞丙 学科网（北京）股份有限公司 $