1.1 化学反应的热效应 第1课时（教学课件）化学苏教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦化学反应的焓变与热化学方程式，通过暖宝宝发热、自热火锅沸腾等生活情境导入，引导学生从宏观能量变化到微观化学键断裂与形成分析，再到热化学方程式书写，构建“现象-本质-符号”的学习支架。 其亮点在于以情境启思驱动科学探究与实践，通过分层研学任务培养科学思维，如结合N₂与O₂反应实例用键能计算焓变，强化证据推理与模型建构。知识总结系统且典例练习结合，帮助学生形成能量变化的化学观念，既提升学生学习兴趣，也为教师提供清晰教学路径。

苏教版选择性必修1 第一单元 化学反应的热效应 课时1：化学反应的焓变 热化学方程式 第1节 化学反应的焓变 1.7.2013 ‹#› 学习内容导览 化学反应的焓变（ΔH） 2 1 热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 1.理解化学反应中的能量变化认识化学反应伴随吸热或放热现象，明确能量转化的原因，掌握反应热与焓变的概念，清晰区分反应热与焓变的联系和区别。 2.理解反应热与焓变（ΔH）的核心概念，能够从宏观能量变化和微观化学键断裂与形成的角度，系统解释焓变的本质；熟练掌握热化学方程式的书写规则、标注要求及意义，能够准确规范地书写各类化学反应的热化学方程式。 重点：焓变的物理意义与概念本质；热化学方程式的书写规范、状态标注及ΔH的计算与符号判断。 难点：从微观角度（化学键的断裂吸收能量、形成释放能量）分析和解释焓变产生的根本原因并计算反应过程焓变。 素养锚定·课标定位 情境启思·任务缘起 生活中的“热”与“冷” ❖ 冬日里的“隐形火源” 寒风凛冽的冬日，暖宝宝能持续为我们输送掌心的温暖，自热火锅无需明火就能沸腾出热气腾腾的美味。这些“无火加热”的背后，究竟隐藏着怎样的化学奥秘？为什么有些化学反应会自发地释放出热量？ ❖ 伤痛时的“瞬间降温” 运动扭伤后的紧急时刻，即冷冰袋能迅速为患处降温消肿。轻轻一捏，袋内物质混合便开始“吸走”周围的热量。这种“瞬间制冷”的现象，又揭示了化学反应怎样的能量特性？为何有些反应会主动吸收环境中的热量？ 1.7.2013 ‹#› 化学反应的焓变（ΔH） 01 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 一、化学反应的焓变 任务一 剖析化学反应能量变化的核心指标与体系划分 ：被研究的物质系统 如HCl(aq)、NaOH(aq)及其反应 ：体系以外的其他部分 如试管、空气等 温度不同 交换能量 在探究化学反应的热效应前，需明确体系与环境的界限，这是定量研究能量变化的基础。下面以研究盐酸与NaOH 溶液的反应为例，对此作一些说明。 体系 环境 热量 环境 热量 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 一、化学反应的焓变 任务二 如何描述物质的能量 想一想：如果是静止不动的物质，它具有能量吗？ 冰块温度虽然低，但其内部的分子都在做无规则运动；燃烧的火，温度很高，分子运动更剧烈。 物质内部除了有分子运动产生的能量外，还有其他形式的能量。 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 1.环境和体系概念 知识总结 在研究物质的能量变化时，把相互联系的物质区分为体系和环境两部分。 体系：被研究的物质系统。 环境：体系以外，与体系发生质量、能量交换的物质系统。 2.内能 内能：物质的各种能量的总和称为内能。 内能的普遍性：一切物质皆有内能。 受温度、压 强、物质的聚集状态和组成的影响。物质处于一定的状态，就具有一定的内能；状态发生改变，内能就会发生相应的变化。 3.内能的影响因素： 一、化学反应的焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务三 化学反应中的能量变化有什么规律？如何定量描述呢？ 所有物质都有内能，但是内能的绝对值无法直接测得，但内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热对内（或外）所做的功的形式表现出来。 化学反应过程中，既有物质的变化，又伴随能量的变化，这些能量变化通常以热能、电能等形式表现出来，研究化学反应中能量变化对生产生活有着重要的意义。 物质燃烧 灯泡发光 烟火绽放 一、化学反应的焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务三 化学反应中的能量变化有什么规律？如何定量描述呢？ 科学研究表明，物质内能的绝对值无法直接测得，但内能的变化可以通过变化过程中体系吸收（或放出）的热和对内（或对外）所做的功的形式表现出来。焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。焓的数值的变化称为焓变，即为ΔH。 产生反应热 体系内能改变 焓(H) 与之有关的物理量 焓变(ΔH) 等压条件下 一、化学反应的焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 4.反应热 知识总结 一、化学反应的焓变的概念 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(一般用Q表示) 。 【思考】化学反应为什么会产生反应热？反应热和焓变有什么关系呢？ 内能改变 产生反应热 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 5.焓变 知识总结 一、化学反应的焓变 在化工生产和科学实验中，化学反应通常是在敞口容器中进行的，反应体系的压强与外界压强相等，即反应是在恒压条件下进行的。在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变，用△H表示，单位常采用kJ·mol-1。 等 压 反应热 (焓变) 严格地讲，焓变是指在恒压的条件下，体系仅做体积功，不做其他功（如电功等）的变化过程中的热效应。如不特别指明，化学反应的反应热就是该反应的焓变。 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 6.焓变大小对吸放热的表示 知识总结 一、化学反应的焓变 在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的焓变用△H表示，单位常采用kJ·mol-1。 如果不特别指明，在等压条件下进行的化学反应，其反应热就是等于反应的焓变，用符号ΔH表示。 当∆H为“－”（ ∆H<0）时，为放热反应； 当∆H为“＋”（ ∆H>0）时，为吸热反应。 规定（要记住哦！）： 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务四 放热反应与吸热反应的对比分析和焓变计算 1 常见放热反应 ●所有的燃烧反应（如木炭、氢气、甲烷等燃烧） ●酸碱中和反应（本质为H⁺与OH⁻结合生成水） ●活泼金属与酸或水的置换反应（如锌与稀硫酸） ●大多数化合反应（如CaO与水、CO₂与C除外） ●铝热反应（高温条件下仍属于放热反应） 2 常见吸热反应 ●大多数分解反应（如KClO₃、CaCO₃的高温分解） ●盐类的水解反应（中和反应的逆过程，吸热） ●弱电解质的电离过程（破坏化学键需要吸收能量） ●C、H₂、CO还原金属氧化物的反应（如炼铁） ●典型实验：八水合氢氧化钡与氯化铵晶体的反应 一、化学反应的焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务四 思考：焓变是如何便是反应的吸热和放热的？ (1)用图示理解 ΔH＞0 释放能量 反应物 生成物 总能量 反应过程 吸收能量 放热反应 吸热反应 ΔH＜0 反应物 生成物 总能量 反应过程 (2)用数据计算 ΔH＝H生成物－H反应物 放热反应与吸热反应的对比分析和焓变计算 1.7.2013 ‹#› 【例1】下列关于反应热和焓变的理解正确的是 A．化学反应的焓变都等于反应热 B．焓变单位是 ，是指1 mol物质参加反应时的能量变化 C．化学反应的反应热都可以通过实验直接测量 D．当反应体系放热(吸热)时，其焓减小(增大) D 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】下列关于反应热和焓变的理解正确的是 A．任何条件下，同一反应的反应热与反应的焓变都是相等的 B．反应热就是反应中放出的热量 C．所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测量 D．反应产物的总焓大于反应物的总焓时， D 典例剖析·逻辑释疑 【变式2】下列说法正确的是 A．加入适宜的催化剂，可以改变化学反应的反应热 B．根据能量守恒定律，反应物的总能量一定等于生成物的总能量 C． 完全燃烧时，生成1 mol 产生的热量与生成1 mol 产生的热量相等 D．一个化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差决定 D 典例剖析·逻辑释疑 热化学方程式 02 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务五 如何书写热化学方程式 如何用化学用语来表示化学反应中吸收或者释放的热量呢? 对比下列两个反应式，有哪些不同呢？ ①H2+Cl2 === 2HCl 点燃 ②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH = -184.6 kJ/mol 标注条件，未标注物质状态，只表明物质变化 没有条件，标注物质状态且有ΔH数值 不仅关注物质间的转化，同时还强调能量的变化 二、热化学方程式 1.7.2013 。 ‹#› 分层研学·探理悟新 二、热化学方程式 知识总结 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(1) △H = -571.6 kJ·mol-1 思考：你知道这个热化学反应方程式表达的意义吗？ 举例： 1. 热化学方程式概念 化学反应中的能量变化通常以热等形式表现出来，能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式。 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 知识总结 例如：在25 ℃、101 kPa下， 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(1) △H = -571.6 kJ·mol-1 表明了2 mol 气态H2与1 mol 气态O2反应生成 2 mol 液态H2O时，放出571.6 kJ 的热量 思考：你能总结出热化学反应方程式的书写要求吗？ （可根据前面交流与讨论的水的相关热化学方程式总结） 2. 热化学方程式表示意义： 不仅表明了反应中的物质变化，也表明了反应中的能量变化。 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 3.热化学方程式书写方法 知识总结 2H2 + O2 = 2H2O 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH1 = -483.6 kJ/mol 一写方程式 二标状态 三标条件 四标 ΔH 五标数值 写出配平的化学方程式 用 s，l，g，aq 标明物质的聚集状态 标明反应温度和压强（101kPa，25℃可不标注） 在方程式后面标明该反应的焓变 ΔH 根据化学计量数计算ΔH值并注明正负号和单位 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 4.热化学方程式书写注意事项 ①状态必注：用(s)、(l)、(g)、(aq)标注聚集状态，物质状态不同则能量不同； ②ΔH规范：放热反应ΔH为“-”，吸热反应为“+”，单位统一为kJ/mol； ③比例对应：ΔH数值与化学计量数成正比，计量数加倍则ΔH也加倍； ④正逆相反：逆反应的ΔH与正反应数值相等，符号完全相反。 状态 焓变 配比 思考：根据热化学方程式书写规则，想想如何判断热化学方程式书写是否正确？ 知识总结 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 知识总结 5.热化学方程式正误判断的方法： 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务六 以N2与O2反应生成NO为例 键断裂，吸收能量 键形成，释放能量 946kJ·mol-1 946kJ·mol-1 键能：在标准条件下(298 K 和 101 kPa)下，1 mol气态分子AB(g)完全解离成气态原子A(g)和B(g)所需吸收的平均能量。 如何根据键能计算焓变 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务六 思考：化学反应中能量变化的主要原因是什么? a表示反应物断裂化学键吸收的总热量 b表示反应物形成化学键放出的总热量 化学反应中的能量变化，是由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时释放的能量不同所导致的。因此，化学键的断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。 二、热化学方程式 如何根据键能计算焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 任务六 以N2与O2反应生成NO为例 吸收能量 946kJ·mol-1 释放能量 2x632kJ·mol-1 N2 吸收能量 498kJ·mol-1 O2 反应物 生成物 + ∆H＝∑E (反应物键能)－∑E (生成物键能) NO ∆H＝(946+498) kJ·mol-1 -1264kJ·mol-1 = 180 kJ·mol 二、热化学方程式 如何根据键能计算焓变 1.7.2013 ‹#› 分层研学·探理悟新 6.焓变的计算方法总结 知识总结 键能计算：∆H＝ ∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能） 能量计算：ΔH＝H生成物－H反应物 二、热化学方程式 1.7.2013 ‹#› 典例剖析·逻辑释疑 【例1】发射卫星可用肼(N2H4)作燃料，已知在298K时1g肼气体燃烧生成氮气和水蒸气，放出16.7kJ的热量。请写出肼气体燃烧的热化学方程式。 【例2】指出热化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1表示的意义。 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH＝-534.4 kJ·mol－1 在在25 ℃、101 kPa下， 2molH2与1molO2生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量。 1.7.2013 ‹#› 【变式2】图甲为1mol N2(g)和1mol O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是 B A．图甲的过程可以通过豆科植物的根瘤菌来实现，是一个自然固氮的过程 B．1mol N2(g)和1mol O2(g)总能量低于2mol NO(g)能量 C．反应生成1mol NO(g)需要吸收180kJ的能量 D．该化学反应和能量变化关系如图乙 典例剖析·逻辑释疑 典例剖析·逻辑释疑 【变式2】已知断裂1molH2(g)中的H-H键需要吸收436kJ的热量，断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的热量，生成H2O(g)中的1molH-O键放出463kJ的热量。 写出O2(g)与H2(g)反应生成H2O(g)的热化学方程式： 解答：1molH2O中含有2molH-O键。 根据化学方程式：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，该反应的ΔH=(2×436kJ·mol-1 + 498kJ·mol-1）- 4×463kJ·mol-1=-482kJ·mol-1。 热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=482kJ·mol-1。 1.7.2013 ‹#› 课堂小结：化学反应的焓变与热化学方程式 化学反应的热效应 化学反应的焓变 热化学 反应方程式 反应热 焓变 焓变的计算 定义 意义 书写要求 内能 1.7.2013 ‹#› 当堂诊学·成效校验 1. 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 则反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热(焓变ΔH)等于 A.485 kJ·mol－1 B.－485 kJ·mol－1 C.－1 940 kJ·mol－1 D.1 940 kJ·mol－1 C 1.7.2013 ‹#› 当堂诊学·成效校验 A．该反应为吸热反应 B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于 CO2(g)和H2(g)具有的总能量 C．反应的热化学方程式是CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) △H=+41 kJ·mol-1 D．1 mol CO2(g)和 1 mol H2(g)反应生成 1 mol CO(g)和H2O(g)要放出 41 kJ 热量 B 2、CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是（ ） 1.7.2013 ‹#› 当堂诊学·成效校验 3、化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是( ) A.该反应每生成2 mol AB(g)吸收b kJ热量 B.反应热ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1 C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B放出a kJ能量 B 1.7.2013 ‹#› 当堂诊学·成效校验 4、已知： （1）H2(g) ＋ O2(g)=H2O(g) ΔH1＝-a kJ·mol-1 （2）2H2(g) ＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝-b kJ·mol-1 （3） H2(g) ＋ O2(g)=H2O(l) ΔH3＝-c kJ·mol-1 （4）2H2(g) ＋O2(g)=2H2O(1) ΔH4＝-d kJ·mol-1 下列关系式中不正确的是（ ） A. a < c B. b > d C. 2a＝b D. 2c＝d B 1.7.2013 ‹#› 当堂诊学·成效校验 5．(双选)相同温度时，氢气与氧气反应的变如下：H2(g) + O2(g) = H2O(l) △H= a kJ/mol；② 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H= bkJ/mol；对于a和b的关系，下列说法正确的是（ ） A． a >0，b>0 B． a<0，b<0 C．2a=b D．a=2b B、C 1.7.2013 ‹#› 感谢观看 人教版选择性必修 1 更多练习见分层作业 1.7.2013 ‹#› $