1.1 反应热 第2课时（教学设计）化学人教版选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦热化学方程式与燃烧热核心知识点，以神舟十七号发射视频及生活燃料燃烧问题导入，承接反应热、焓变定性概念，构建化学反应能量变化定量表达模型，为后续盖斯定律应用奠定基础。 特色在于融合化学观念与科学思维，通过对比普通与热化学方程式突破物质状态、ΔH与计量数关系难点，结合火箭燃料选择、人体脂肪供能情境落实燃烧热计算，培养学生规范书写与证据推理能力，为教师提供清晰教学逻辑与丰富情境素材。

第一节 反应热 第2课时 热化学方程式 燃烧热 年级 高二 学科 化学 课型 新授课 教材 人教版选择性必修1 第一章 第一节 第2课时 教学目标 1. 理解热化学方程式的含义，明确其与普通化学方程式的差异，掌握热化学方程式的书写规则，能准确判断热化学方程式的正误，可根据给定反应条件正确书写热化学方程式。 2. 掌握燃烧热的概念，明确燃烧热的限定条件（25℃、101kPa下，1mol纯可燃物完全燃烧生成稳定氧化物），能规范书写表示燃烧热的热化学方程式。 3. 掌握燃烧热的相关计算方法，了解燃烧热在能源选择、人体能量供应等生产生活场景中的应用。 教学重点 1.热化学方程式的正误判断与规范书写； 2.燃烧热的概念辨析及相关计算； 教学难点 1.热化学方程式中物质聚集状态、化学计量数与ΔH的对应关系； 2.热化学方程式的规范书写。 教材分析 本节教学内容源于新课标人教版（2019年版）高中化学选择性必修1第一章《化学反应的热效应》第一节第2课时，包含热化学方程式、燃烧热两个核心知识点。本节是在学生已学习反应热、焓变定性概念的基础上，引导学生建立化学反应能量变化的定量表达模型，既承接了第一课时反应热的宏观辨识内容，又为后续盖斯定律应用、反应热综合计算奠定方法基础，是化学反应热效应模块的核心枢纽内容，在化学反应与能量模块中起到承前启后的作用。。 教材按照“概念建构-规则总结-典例应用-联系实际”的逻辑编排：先对比普通化学方程式与热化学方程式的差异，梳理热化学方程式的书写规则，再延伸到特定反应热——燃烧热的概念辨析、书写与计算，同时嵌入人体脂肪供能、火箭燃料选择等生活、科技情境，既落实知识技能目标，又渗透化学与生产生活紧密关联的学科价值。 学情分析 本章第一课时已经掌握反应热、焓变的定义，能判断常见反应的吸放热情况，但尚未建立能量变化与化学反应定量关联的思维模型。 学生现阶段的易错点集中在：热化学方程式漏标物质状态、焓变数值与化学计量数不匹配、燃烧热概念中“1mol可燃物”“生成稳定氧化物”等限定条件辨识不清。从思维发展来看，高二学生已经具备一定的抽象逻辑推理能力，对生活化、科技化的情境探究有较高兴趣，教学中可通过正误辨析、情境计算等活动，引导学生主动总结规则，突破易错点，落实“宏观-符号-定量”关联的化学核心素养。 教学过程 教学内容 设计意图 课堂导入 【播放素材+互动提问】上课前老师先给大家播放一段10秒的神舟十七号载人飞船发射的精彩片段（播放火箭点火升空、尾焰喷射的短视频），相信很多同学都看过航天发射的新闻，是不是觉得特别震撼？火箭能托举着飞船突破大气层进入太空，核心动力就来自推进剂燃烧释放的巨大热量。今天大家看看一些放热反应 【联系生活拓展提问】同样是1mol氢气燃烧，生成气态水和生成液态水放出的热量一样多吗？我们冬天用天然气取暖、做饭，要计算一定量的甲烷完全燃烧放出多少热量，需要明确哪些条件才能得到准确的数值？ 【引入新课】普通的化学方程式只能表示反应的物质变化，没法定量体现能量变化，而我们生产生活、航天工程中又经常需要精准计算反应的放热量、吸热量，今天我们就来学习能同时表示物质变化和能量变化的热化学方程式，以及衡量燃料放热效率的重要概念——燃烧热，解决刚才我们提出的这些问题。 1. 激发学生兴趣：以我国最新的航天发射场景作为引入素材，视觉冲击力强，既贴合本节课后续火箭燃料选择的内容逻辑，又能激发学生的民族自豪感，快速抓住学生注意力，主动参与到问题思考中。 2.关联生活实际：问题同时对接航天工程前沿和家用燃气燃烧的生活场景，打破化学知识和现实应用的壁垒，让学生直观感受到本节课内容的实用价值，避免反应热相关知识的抽象化、枯燥化。 3.明确学习导向：提出的两个问题恰好对应本节课的两个核心学习内容——热化学方程式的书写规范、燃烧热的概念及计算，让学生带着明确的问题进入新课学习，提升学习的主动性和针对性。 环节一 热化学方程式 任务一 分析热化学方程式与普通方程式的区别 【引入】我们之前学习的普通化学方程式仅能体现化学反应的物质变化，但化学反应往往伴随能量变化，比如氢气在氯气中燃烧会释放大量热量，如何将能量变化也体现在方程式中呢？我们对比两组式子分析。 【教师提问】对比下列两个式子：①H2 + Cl2 == 2HCl ②H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol，二者表示的意义是否相同？有哪些核心差异？ 【学生思考】学生分组讨论后回答：第一个式子仅能表示1mol氢气与1mol氯气反应生成2mol氯化氢的物质变化；第二个式子额外标注了物质的聚集状态，还能表示该反应释放184.6kJ的能量 【讲解】评价学生回答，总结：既体现物质变化、又体现能量变化的化学方程式就是热化学方程式，是我们定量描述反应热的核心工具。 知识总结 一、热化学方程式 1.热化学方程式 表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol 1 mol 气态H2与1 mol 气态Cl2反应生成2 mol 气态HCl 时，放出184.6 kJ 的热量。 2.热化学方程式意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化 任务二 思考：物质的凝聚状态不同时，它们所具有的内能和焓是否相同 【引入】生活中我们知道冰融化成水需要吸热，水蒸发为水蒸气也需要吸热，同一物质的聚集状态不同，所具有的焓是否相同？会影响反应的焓变吗？ 【教师提问1】25 ℃和101 kPa 下，1 mol 气态H2 与0.5 mol气态O2 反应生成1 mol 气态H2O 时，放出241.8 kJ 的热量；1 mol 气态H2 与0.5 mol 气态O2 反应生成1 mol 液态H2O 时，也放出241.8kJ的热量吗？ 【学生思考】学生独立思考后回答：放出的热量更多，因为气态水转化为液态水还会额外释放热量，总放热量等于生成气态水的放热量加气态水液化的放热量。 【讲解】没错，等质量的同一物质的焓满足关系：固态 < H液态 < H气态H(固态)<H(液态)<H(气态)，因此反应物、生成物的聚集状态不同，反应的ΔH必然不同。热化学方程式必须标注所有物质的聚集状态：气态用g、液态用l、固态用s、水溶液用aq。 任务三 分析物质的状态不同参加反应的反应热相同吗？ 知识总结 2.热化学方程式意义 热化学方程式必须标注反应物和生成物的聚集状态，聚集状态不同，反应的不同 H2(g) ＋ 1/2 O2(g) ＝H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol 1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol气态H2O时，放出242kJ的热量。 H2(g) ＋ 1/2 O2(g) ＝H2O(l) ∆H1＝− 285.8 kJ/mol 1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时，放出285.8kJ的热量。 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) △H = – 484 kJ/mol 2 mol气态H2与1mol气态O2反应生成2 mol气态H2O时，放出484kJ的热量。 任务四 ΔH 中的单位mol-1代表什么含义? 【引入】我们观察到热化学方程式的单位均为kJ/mol，这里的“每摩尔”是否指代每摩尔某一反应物？对比下列两个反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ/mol， 1/2 H2(g)+1/2 Cl2(g)=HCl(g) ΔH=-92.3 kJ/mol 二者描述的是同一反应，为什么数值不同？ 【教师提问】大家思考上述问题，mol-1是否指代每摩尔H2热化学方程式的化学计量数和有什么关系？ 【学生思考】学生讨论后回答：不是指代某一种反应物，应该是指代“每摩尔反应”；化学计量数扩大或缩小几倍，也对应扩大或缩小几倍。 【讲解】非常准确，这里的mol-1指代每摩尔反应，对于反应aA + bB = cC + dD，1mol反应指a mol A与b mol B完全反应生成c mol C和d mol D的反应进度。因此热化学方程式的化学计量数可以是整数，也可以是分数，与化学计量数成正比，二者必须一一对应。 【引入】我们已经掌握了热化学方程式的核心特点，现在梳理其规范书写的要求和步骤。 【教师提问】结合前面学习的内容，总结热化学方程式书写需要注意哪些要点？书写可以分为哪几个步骤？ 【学生思考】学生梳理知识点后回答：需要标注温度压强，标注物质状态，标注的正负、数值和单位，要和系数对应。 知识总结 3.书写热化学方程式注意点 ⑴需注明反应时的温度和压强 但常用的ΔH的数据，一般都是25 ℃和101 kPa 时的数据，因此可不特别注明。 H2(g) ＋ 1/2 O2(g) ＝H2O(g) ∆H1＝−241.8 kJ/mol ⑵需注明反应物和生成物的聚集状态 ⑶热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是整数，也可以是分数。 4.热化学方程式的书写要求及步骤 一写 方程式：写出配平的化学方程式 二标 状态：用s、l、g、aq标明物质的聚集状态状态 三判 正负：① 根据吸热或者放热判断ΔH的正负 ② 吸热反应，ΔH的符号为+； 放热反应，ΔH的符号为-。 四算 数值：根据化学计量数计算写出ΔH的值 【例1】写出热化学方程式 1.当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2 mol气态HCl，放出184.6 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ∆H =－184.6 kJ/mol 2H2(g) + 2Cl2(g) = 4HCl(g) ∆H =－369.2 kJ/mol 2.1mol N2(g) 与适量O2(g) 反应生成NO2 (g)，需吸收68kJ的热量；写出热化学方程式。 N2(g) + 2O2(g) = 2NO2 (g) ∆H = + 68 kJ/mol 【例2】沼气的主要成分是甲烷。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是（ ） A、2CH4( g ) ＋ 4O2( g ) ＝ 2CO2( g ) ＋ 4H2O ( l ) ΔH = + 890 kJ/mol B、CH4 ＋ 2O2 ＝ CO2 ＋ H2O ΔH = – 890 kJ/mol C、CH4 ( g ) ＋ 2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol D、 1/2CH4 ( g ) ＋ O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = – 890 kJ/mol 【答案】C 【解析】A选项燃烧为放热反应，应为负值，错误；B选项未标注物质聚集状态，错误；D选项可燃物计量数为0.5，对应应为-445 kJ/mol，错误；C选项符合书写规范，正确 通过对比学生熟悉的普通化学方程式，引发认知冲突，自然引出热化学方程式的概念，培养学生对比分析的思维能力。 结合生活中物态变化的吸放热现象，将抽象的焓变概念具象化，突破热化学方程式书写的核心易错点。 通过对比系数不同的同一反应的焓变，帮助学生理解焓变单位的本质含义，明确焓变与化学计量数的比例关系。 通过总结书写规则和针对性训练，落实热化学方程式书写的重难点，强化学生的书写规范，提升判断热化学方程式正误的能力。 环节二 燃烧热 任务五 不同物质燃烧放出的热量一样吗? 【引入】燃料燃烧都会释放热量，不同燃料的放热能力差异很大，为了统一标准定量比较不同燃料的放热能力，我们定义了燃烧热的概念。 【教师提问】阅读燃烧热的定义，思考燃烧热的定义中有哪些限定条件？燃烧产物有什么特殊要求？ 【学生思考】学生回答：限定条件为25℃、101kPa，可燃物为1mol纯物质，完全燃烧生成稳定的氧化物，放出的热量为燃烧热。 【讲解】没错，燃烧热的完整定义：25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定产物时所放出的热量，单位为kJ/mol。其中稳定产物有统一规定：元素生成CO2，H元素生成H2O，S元素生成SO2，N元素生成N2。描述燃烧热时，既可以用正值（如甲烷的燃烧热890.3kJ/mol，也可以用焓变表示。 知识总结 二、燃烧热 1.燃烧热 101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。 2.生成指定产物 碳元素变为CO2(g) 、氢元素变为H2O(l)、 硫 元素变为SO2(g)、氮元素变为N2(g)等 。 任务六 如何书写燃烧热的热化学方程式 【引入】我们已经掌握了普通热化学方程式的书写规则，燃烧热的热化学方程式有什么特殊要求？ 【教师提问】书写燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数应该为多少？对生成物有什么要求？ 【学生思考】学生回答：可燃物的化学计量数必须为1，生成物必须是指定的稳定氧化物。 知识总结 二、燃烧热 3.燃烧热热化学方程式的书写 ⑴可燃物的化学计量数是否为1 ⑵元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物 ⑶ΔH的数值和单位是否正确 例如：25℃，101 kPa，1 mol 乙炔（C2H2）完全燃烧，放出 1366.8 kJ 的热量，这就是乙炔（C2H2）的燃烧热。用热化学方程式表示如下： C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH= −1366.8 kJ/mol 【例3】下列热化学方程式中能表示可燃物燃烧热的是(　　) A．CO(g)＋ 1/2 O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.3 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484.0 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】B选项生成的是气态水，不是稳定的液态水，错误；C选项可燃物H2的计量数为2，不符合燃烧热“1mol可燃物”的要求，错误；D选项可燃物计量数为2，且生成气态水，错误；A选项符合燃烧热的定义要求，正确。 任务七 人体的能源从哪来？如何提供能量？ 【引入】燃烧热是1mol可燃物完全燃烧放出的热量，我们可以利用燃烧热计算一定量燃料完全燃烧释放的总热量，在生产生活中有广泛应用。 【教师提问1】例如，软脂酸［CH3(CH2)14COOH］是一种有代表性的人体脂肪酸，其燃烧的热化学方程式为： CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(g)=16CO2(g)+16H2O(l) ΔH=-9 977 kJ/mol 如何提供能量？ 【学生思考】 1.燃烧释放的热量； 2.燃烧放出的总热量与可燃物的物质的量成正比，计算公式为： 知识总结 二、燃烧热 5.燃烧热的计算 燃烧放出的热量与化学计量数成正比 【例4】已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　) A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 【答案】B 【解析】1 mol CO完全燃烧放出的热量为1 mol×283 kJ·mol－1＝283 kJ。 3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1＝2 670 kJ。 释放的总热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。 任务八 假如你是火箭设计师，应从哪些方面研究火箭推进剂？ 【引入】大家思考假如你是火箭设计师，应从哪些方面研究火箭推进剂？ 【学生思考】分组讨论后给出措施： 火箭推进剂的发展主要着眼于能量高、排烟少、污染轻三个方面。高能推进剂是将来推进剂研究的首选；无烟推进剂的开发、 应用更是势在必行；污染少的推进剂将大有发展前途。。 知识总结 二、燃烧热 6.火箭推进剂燃料的选择 N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 H2(l) + 1/2 O2(l) === H2O(g) ∆H＝−237.5 kJ/mol 液氢作为火箭燃料 优点：绿色、高能、推力大 缺点：低温贮存技术难度大；液氢密度小，燃料箱体积大 通过拆解定义的限定条件，帮助学生精准掌握燃烧热的概念，为后续判断燃烧热热化学方程式奠定基础。 通过训练强化燃烧热的概念要点，提升学生判断燃烧热热化学方程式正误的能力。 通过计算训练，让学生掌握燃烧热的计算方法，结合火箭燃料的实际应用，体现化学与科技的联系，提升学生的学习兴趣。 课堂小结 七、板书设计 第2课时 热化学方程式 燃烧热 一、热化学方程式 1.定义：表示化学反应释放或吸收热量的化学方程式 2.意义：同时体现化学反应的物质变化和能量变化 3.书写注意事项： （1）注明反应温度、压强（25℃、101kPa下进行的反应可省略） （2）标注所有反应物、生成物的聚集状态：g（气态）、l（液态）、s（固态）、aq（溶液） （3）ΔH与化学计量数成正比，单位固定为，放热为负、吸热为正 4.书写步骤：写配平的化学方程式→标注物质聚集状态→判断ΔH正负→根据计量数计算ΔH数值 二、燃烧热 1.定义：25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量 2.稳定氧化物要求：C→CO₂、H→H₂O、S→SO₂、N→N₂ 3.燃烧热热化学方程式书写要点：可燃物化学计量数为1，产物为稳定氧化物 4.燃烧热计算：Q(放)=n(可燃物)×∣ΔH(燃烧热)∣ 5.应用：高能、低污染燃料的选择 随堂练习 1．下列说法正确的是(　　) A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可 B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应 C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 D．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ 【答案】C 【解析】A选项错误，热化学方程式还需标注物质聚集状态、反应温压（非常温常压时）；B选项错误，燃烧等放热反应也需要点燃条件；C选项为热化学方程式的定义，表述正确；D选项错误，ΔH的单位应为kJ/mol。 2.下列对燃烧热的理解中正确的是(　　) A．可燃物燃烧放出的热量就是其燃烧热 B．1 mol可燃物发生氧化还原反应所放出的热量就是其燃烧热 C．101 kPa时，1 mol H2燃烧生成液态水时放出的热量就是其燃烧热 D．燃烧热随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变 【答案】C 【解析】A选项错误，燃烧热限定可燃物为1mol、且生成稳定氧化物；B选项错误，未限定生成稳定氧化物；C选项符合燃烧热的定义，表述正确；D选项错误，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧的定值，与热化学方程式计量数无关。 3．下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．2SO2＋O2===2SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．H2(g)＋ 1/2 O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ D．C(s)＋O2(g)=== CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 【答案】B 【解析】A选项错误，未标注物质聚集状态；B选项符合热化学方程式书写规则，表述正确；C选项错误，ΔH单位应为kJ/mol；D选项错误，碳燃烧为放热反应，ΔH应为负值。 4.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应： C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l) 已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热约为(　　) A．3.8×104 kJ·mol－1 B．－3.8×104 kJ·mol－1 C．3.4×104 kJ·mol－1 D．－3.4×104 kJ·mol－1 【答案】C 【解析】燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，1kg油酸甘油酯的物质的量为884g/mol1000g​≈1.13mol，则1mol该物质完全燃烧放热为1.13mol3.8×104kJ​≈3.4×10⁴ kJ/mol，燃烧热用正值表述，故答案选C。 5.已知下列两个热化学方程式： 2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H＝-571.6 kJ•mol-1 C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4 H2O(l) △H＝-2 220 kJ•mol-1 （1）H2的燃烧热为______________，C3H8的燃烧热为_____________ （2）2 g H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________ （3）现有H2和C3H8的混合气体5 mol，完全燃烧时放出热量3847 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________ 【答案】（1）285.8 kJ•mol⁻¹；2220 kJ•mol⁻¹ （2）4725.8 kJ （3）3:1 【解析】（1）燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的放热，故H₂燃烧热为571.6kJ/mol÷2=285.8kJ/mol，C₃H₈燃烧热为2220kJ/mol； （2）2gH₂为1mol，放热285.8kJ，2molC₃H₈放热2×2220kJ=4440kJ，总放热为285.8+4440=4725.8kJ； （3）设H₂物质的量为x，C₃H₈为5−x，列方程285.8x + 22205−x=3847，解得x=3.75mol，C₃H₈为1.25mol，同温同压下体积比等于物质的量比，为3:1。 教学反思 本节课通过普通化学方程式与热化学方程式的对比导入，结合生活中燃料燃烧、人体脂肪供能等实例，降低了抽象概念的理解门槛，多数学生能掌握热化学方程式的书写规则和燃烧热的概念，完成了预设的素养目标。但教学中发现部分学生易混淆燃烧热与一般反应热的书写要求，常出现漏标物质状态、ΔH单位或符号错误的问题，混合燃料燃烧计算时也容易忽略计量数与放热的比例关系。后续教学需增加热化学方程式正误判断、燃烧热计算的针对性训练，进一步结合航天燃料选择、碳中和等社会热点，强化知识的应用价值，提升学生的宏观辨识与证据推理核心素养。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $