第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算（概念课）导学案（课前预习）2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

【2025-2026学年】高中化学人教版选择性必修1——第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算（概念课）导学案（课前预习） 【进度说明】本节为上学期重点内容的复习回顾 【模块一 学习目标】 一、能说出盖斯定律的核心内容，用自己的话解释"反应热只与始态和终态有关"这句话的含义。 二、会利用盖斯定律，通过已知热化学方程式计算未知反应的反应热，正确率达到80%以上。 三、能独立设计简单的反应路径，将目标反应拆解为2-3个已知反应的组合。 【模块二 前置学习】 一、思维导图框架 请在预习时围绕"反应热的计算"这一主题，搭建一个简易思维导图骨架。中心词写"反应热计算"，向外延伸三个分支：计算依据、计算方法、常见题型。每个分支下面先留空，课堂上我们一起填充。 二、核心问题 带着下面三个问题阅读教材第7到10页： 1. 为什么有的反应热可以直接测量，有的却不行？ 2. 盖斯定律说"反应热与途径无关"，这句话背后的科学道理是什么？ 3. 如果给你三个热化学方程式，你怎么把它们组合出你想要的那个反应？ 三、预习检测 试着判断下面两句话的对错，不用纠结答案，带着疑问来上课： 1. 一个反应分三步完成和一步完成，放出的热量不一样多。 2. 碳燃烧生成一氧化碳的反应热，可以通过碳和一氧化碳分别完全燃烧的反应热来计算。 【模块三 深度研习】 【合作研讨】 全班分为正反两方，围绕一个问题展开辩论："如果把化学反应比作爬山，山顶的高度和爬山的路线有没有关系？"正方认为有关系，反方认为没关系。辩论时间5分钟，最后各派一名代表总结。 问题一：盖斯是谁？他是怎么发现这个定律的？ 1840年，俄国化学家盖斯在大量实验的基础上总结出一条规律。他发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，整个过程放出或吸收的总热量是一样的。打个比方，你从一楼爬到三楼，不管是走楼梯还是坐电梯，你升高的高度都是两层楼的高度。化学反应也是这样，反应物和生成物就像一楼和三楼，中间过程不管怎么走，总的能量变化是固定的。 【关键点】 盖斯定律的本质是能量守恒。能量不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。 问题二：为什么要学盖斯定律？直接测不行吗？ 有些反应真的不好直接测。比如碳燃烧生成一氧化碳，你很难控制让碳只生成一氧化碳而不生成二氧化碳。只要有氧气在，一氧化碳很容易继续燃烧变成二氧化碳。这种情况下，直接测量反应热就做不到了。怎么办呢？我们可以测碳完全燃烧生成二氧化碳的反应热，再测一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳的反应热，然后用盖斯定律间接算出碳生成一氧化碳的反应热。 【要牢记】 盖斯定律最大的用处，就是帮我们算出那些"测不了"的反应热。 问题三：用盖斯定律计算时，具体怎么操作？ 记住三步走：第一步，找出目标反应，就是你要求的那个反应。第二步，把已知的热化学方程式进行变形，该颠倒方向就颠倒，该乘系数就乘系数。第三步，把变形后的方程式加起来，反应热也跟着加起来，就得到答案了。这里容易踩坑，颠倒反应方向的时候，反应热的正负号一定要跟着反过来。方程式系数乘以2，反应热也要乘以2。 问题四：除了盖斯定律，还有没有别的计算反应热的方法？ 有好几种。可以根据热化学方程式的比例关系来算，比如1摩尔氢气燃烧放多少热，那2摩尔就放两倍的热。还可以用键能来算，反应物的键能总和减去生成物的键能总和，就是反应热。另外，利用标准生成焓的数据也能算。不过这节课我们重点练盖斯定律，其他方法后面再深入。 问题五：盖斯定律在实际生活中有什么用？ 用处可大了。工业上算燃料的热值，设计化工流程，都要用到反应热的数据。有些反应在工厂里不能直接做实验，就靠盖斯定律来算。说个接地气的例子，你家里用天然气做饭，一立方米天然气能放出多少热，这些数据背后都有盖斯定律的功劳。 【重点】 盖斯定律的理解与应用是本节的重点。学生需要从能量守恒的角度理解为什么反应热与途径无关，更要掌握具体的计算方法。很多学生能背出定律内容，但一到做题就错，问题出在不会灵活变形热化学方程式。有的学生不知道该把哪个方程式颠倒，有的学生乘系数时忘了反应热也要乘。课堂上要多练几道典型题，让学生在动手算的过程中体会"变形、叠加"的思路。可以用"找唯一物质"的方法，先看目标反应里哪种物质只在一个已知反应里出现，从这个物质入手确定系数和方向，这样学生更容易上手。 【难点】 理解"状态函数"的抽象本质是本节的难点。学生刚接触这个概念，很难理解为什么"只看始态和终态，不管中间过程"。有的学生会觉得，反应路径不一样，放出的热量怎么可能一样呢？突破这个难点，可以用登山的类比，也可以用具体的数值例子来验证。比如碳燃烧生成二氧化碳，一步完成的反应热是-393.5千焦每摩尔。如果分两步，先生成一氧化碳再生成二氧化碳，两步的反应热加起来也是-393.5千焦每摩尔。用具体的数字说话，学生更容易信服。另外，设计合理的反应路径也是难点，学生不知道该怎么把目标反应拆成几步。可以教给学生"消中间产物"的思路，把不需要的物质想办法消掉，自然就能找到组合方式。 板书设计： 中间写标题"反应热的计算"。左边写盖斯定律的内容，配一个登山的简意图。中间部分写计算三步法：定目标、变方程、相加减。右边写一道典型例题，标注出变形过程和符号变化。最下面写注意事项：方向反了号要变，系数变了值要变。 【模块四 例题讲解】 一、例题一 题目：已知下列两个热化学方程式： C(s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ = -393.5 kJ/mol CO(g) + ½O₂(g) = CO₂(g) ΔH₂ = -283.0 kJ/mol 请计算反应 C(s) + ½O₂(g) = CO(g) 的反应热ΔH。 解答： 先看目标反应，我们要得到的是碳和氧气反应生成一氧化碳。再看已知的两个反应，第一个是碳完全燃烧生成二氧化碳，第二个是一氧化碳燃烧生成二氧化碳。 目标反应里有碳，碳只出现在第一个反应里，而且在反应物一边，系数是1，和目标反应一致，所以第一个反应直接用，不用变。 目标反应里有一氧化碳，在生成物一边。再看第二个反应，一氧化碳在反应物一边，方向反了，所以第二个反应要颠倒过来。颠倒之后，反应热的符号也要变，从-283.0变成+283.0。 现在把两个反应加起来： C(s) + O₂(g) + CO₂(g) = CO₂(g) + CO(g) + ½O₂(g) 两边都有的物质可以消掉，二氧化碳消掉，氧气消掉一半，剩下： C(s) + ½O₂(g) = CO(g) 反应热也加起来：ΔH = ΔH₁ + (-ΔH₂) = -393.5 + 283.0 = -110.5 kJ/mol 方法总结： 做这种题的思路是"找唯一、定方向、调系数、再相加"。先从目标反应里找只出现在一个已知反应中的物质，根据它的位置和系数来调整已知反应，最后把方程式和反应热一起加起来。 二、例题二 题目：已知： ① 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) ΔH₁ = -571.6 kJ/mol ② H₂(g) + ½O₂(g) = H₂O(g) ΔH₂ = -241.8 kJ/mol 求水的汽化热，即H₂O(l) = H₂O(g) 的ΔH。 解答： 目标反应是液态水变成气态水。先看两个已知反应，第一个生成的是液态水，第二个生成的是气态水。 目标反应里，液态水在反应物一边。第一个反应里液态水在生成物一边，所以第一个反应要颠倒，而且系数要除以2。颠倒后ΔH₁变成+571.6，除以2就是+285.8 kJ/mol。 目标反应里，气态水在生成物一边。第二个反应里气态水也在生成物一边，方向一致，系数也一致，所以第二个反应直接用。 现在把变形后的两个反应加起来： H₂O(l) = H₂(g) + ½O₂(g) ΔH = +285.8 kJ/mol H₂(g) + ½O₂(g) = H₂O(g) ΔH = -241.8 kJ/mol 相加后氢气和氧气都消掉了，得到： H₂O(l) = H₂O(g) ΔH = +285.8 - 241.8 = +44.0 kJ/mol 方法总结： 这道题的关键是看清楚物质的状态。同样是水，液态和气态的能量不一样，反应热也不一样。做题的时候一定要注意状态符号，s、l、g、aq，一个都不能看错。 【模块五 实战演练】 1. 判断对错：盖斯定律只适用于放热反应，不适用于吸热反应。 2. 已知反应A→B的ΔH = +50 kJ/mol，那么反应B→A的ΔH是多少？ 3. 已知：C(石墨) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH = -393.5 kJ/mol 则反应 2C(石墨) + 2O₂(g) = 2CO₂(g) 的ΔH是多少？ 4. 已知两个反应： ① S(s) + O₂(g) = SO₂(g) ΔH₁ ② 2SO₂(g) + O₂(g) = 2SO₃(g) ΔH₂ 请用ΔH₁和ΔH₂表示反应 2S(s) + 3O₂(g) = 2SO₃(g) 的ΔH。 5. 已知： ① 2C(s) + O₂(g) = 2CO(g) ΔH₁ = -221 kJ/mol ② 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(g) ΔH₂ = -484 kJ/mol 则反应 C(s) + H₂O(g) = CO(g) + H₂(g) 的ΔH是多少？ 6. 下列关于盖斯定律的说法，正确的是哪一项？ A. 反应热与反应的途径有关 B. 盖斯定律只适用于化学变化 C. 反应热只与反应体系的始态和终态有关 D. 有副反应发生时，反应热可以直接测量 【模块六 参考解答】 一、模块五 实战演练答案 1. 错。盖斯定律对所有化学反应都适用，不管是放热还是吸热。 2. -50 kJ/mol。反应方向反过来，反应热的正负号也要反过来。 3. -787.0 kJ/mol。方程式系数乘以2，反应热也要乘以2。 4. ΔH = 2ΔH₁ + ΔH₂。第一个反应乘以2，第二个反应直接加，就能得到目标反应。 5. ΔH = +131.5 kJ/mol。 解析：目标反应是C(s) + H₂O(g) = CO(g) + H₂(g) 第一个反应除以2：C(s) + ½O₂(g) = CO(g) ΔH = -110.5 kJ/mol 第二个反应颠倒并除以2：H₂O(g) = H₂(g) + ½O₂(g) ΔH = +242 kJ/mol 两个反应相加，氧气消掉，得到目标反应。 ΔH = -110.5 + 242 = +131.5 kJ/mol 6. 选C。 解析：A项错，反应热与途径无关，这正是盖斯定律的内容。B项错，盖斯定律也适用于物理变化，比如状态变化。C项对，这就是盖斯定律的核心含义。D项错，有副反应发生时，反应热不能直接测量，需要用盖斯定律间接计算。 二、模块七 课后巩固答案 1. （15分） ΔH = -1019 kJ/mol 解析：目标反应是3Fe(s) + 2O₂(g) = Fe₃O₄(s) 将反应①乘以3：3Fe(s) + 3H₂O(g) = 3FeO(s) + 3H₂(g) ΔH = +24 kJ/mol 反应②直接用：3FeO(s) + ½O₂(g) = Fe₃O₄(s) ΔH = -317 kJ/mol 将反应③乘以3：3H₂(g) + ³⁄₂O₂(g) = 3H₂O(g) ΔH = -726 kJ/mol 将三个变形后的反应相加，FeO、H₂、H₂O都可以消掉，得到目标反应。 ΔH = +24 + (-317) + (-726) = -1019 kJ/mol 评分标准：正确写出变形过程得8分，正确计算结果得5分，单位和符号正确得2分。 2. （10分） （1）ΔH₃ = ΔH₁ + 2ΔH₂ （2）说明反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关。同样的反应物和生成物，不管是一步生成液态水，还是先生成气态水再液化，总反应热是一样的。 评分标准：第一问6分，第二问4分。 3. （15分） ΔH = -44 kJ/mol 解析：目标反应是C₂H₄(g) + H₂O(l) = C₂H₅OH(l) 反应①直接用：C₂H₄(g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH₁ = -1411 kJ/mol 将反应②颠倒过来：2CO₂(g) + 3H₂O(l) = C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) ΔH = +1367 kJ/mol 将两个反应相加，CO₂、O₂都可以消掉，得到目标反应。 ΔH = -1411 + 1367 = -44 kJ/mol 评分标准：正确判断反应方向得5分，正确处理系数得5分，结果正确得5分。 【模块七 课后巩固】 1. （15分）已知下列反应的反应热： ① Fe(s) + H₂O(g) = FeO(s) + H₂(g) ΔH₁ = +8 kJ/mol ② 3FeO(s) + ½O₂(g) = Fe₃O₄(s) ΔH₂ = -317 kJ/mol ③ H₂(g) + ½O₂(g) = H₂O(g) ΔH₃ = -242 kJ/mol 请计算反应 3Fe(s) + 2O₂(g) = Fe₃O₄(s) 的反应热ΔH。要求写出变形过程。 2. （10分）已知： ① 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(g) ΔH₁ ② H₂O(g) = H₂O(l) ΔH₂ ③ 2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) ΔH₃ （1）请用ΔH₁和ΔH₂表示ΔH₃。 （2）这三个反应的反应热不同，说明了什么？ 3. （15分）乙烯与水反应可以制乙醇。已知： ① C₂H₄(g) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH₁ = -1411 kJ/mol ② C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 3H₂O(l) ΔH₂ = -1367 kJ/mol 请计算反应 C₂H₄(g) + H₂O(l) = C₂H₅OH(l) 的ΔH。 【模块八 反思总结】 一、对比总结表 计算方法 适用情况 关键注意点 热化学方程式比例法 已知一个反应的反应热，求不同物质的量的反应热 系数与反应热成正比 盖斯定律 反应不能直接测量，需要通过已知反应间接计算 方向变号要变，系数变值要变 键能计算法 知道反应物和生成物的键能数据 用反应物键能总和减去生成物键能总和 生成焓计算法 有标准生成焓数据表 生成物生成焓减反应物生成焓 二、注意事项清单 1. 状态符号不能漏。s、l、g、aq，不同状态能量不同，反应热也不同。 2. 正负号不能搞反。放热是负，吸热是正，颠倒反应方向时符号一定要跟着变。 3. 系数和反应热要同步变化。方程式乘以几，反应热也要乘以几。 4. 叠加方程式时，两边都有的物质才能消，状态不一样的不能随便消。 5. 单位要写对，反应热的单位是kJ/mol，别漏了。 6. 做完题回头检查一遍，看看目标反应是不是真的拼出来了，别中间消错了物质。 学科网（北京）股份有限公司 $