专题1 第1单元 第1课时 化学反应的焓变（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（苏教版 江苏专版）

本讲义聚焦高中化学“化学反应的焓变”核心知识点，系统梳理反应热与焓变的概念、放热吸热反应的判断、热化学方程式的书写，以及从化学键角度理解能量变化的本质，形成从宏观现象到微观本质再到定量描述的完整学习支架。 资料通过常见反应分类实例、能量变化图及键能计算表，引导学生构建能量转化的化学观念，培养科学思维中的证据推理能力。课中辅助教师清晰授课，课后对点练习助力学生巩固知识，有效查漏补缺。

第一单元　化学反应的热效应 第1课时　化学反应的焓变 [核心素养发展目标]　1.能从宏观和微观的角度理解化学反应中能量变化的本质，能正确认识和判断放热反应和吸热反应。2.能辨识化学反应中的能量转化形式，形成能量可以相互转化的观念，正确理解反应热和焓变的概念。3.建立从定性到定量描述化学反应中的能量变化的思维模型，会正确书写热化学方程式。 一、反应热　焓变 (一)体系、内能、焓和焓变 1.体系与环境(以盐酸与NaOH溶液的反应为例) 2.内能与焓 (1)内能 对物质的量确定的体系而言，其中物质的各种能量的总和称为内能。 (2)焓 焓是与内能有关的物理量，用符号H表示。 (3)焓变 焓的数值的变化称为焓变，即为ΔH。 3.化学反应的两大基本特征 (1)物质变化：有新物质生成。 (2)能量变化：表现形式主要是吸收或释放热，能量的转换以发生化学变化的物质为基础，遵循能量守恒定律。 (1)科学家能测出物质内能的绝对值吗？物质变化过程中的内能变化可通过哪些形式表现出来？ 提示　不能。通过变化过程中体系吸收(或者放出)的热和对内(或对外)所做的功的形式表现出来。 (2)化学反应中释放或吸收热量的多少取决于什么？ 提示　取决于化学反应中反应物的转化量。 (二)化学反应的焓变　反应热 1.化学反应的反应热 在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。 2.化学反应的焓变 ①概念：在恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放出的热即为反应的焓变。 ②焓变的符号：ΔH，常用单位：kJ·mol-1。 ③化学反应的焓变与温度、压强、反应物及生成物的聚集状态等因素有关。 3.恒压条件下，如不特别指明，化学反应的反应热就是该反应的焓变。 4.反应的焓变(ΔH)与放热反应和吸热反应的关系 (1)化学反应过程中物质的总能量与反应热的关系 (2)用数据计算 5.常见的吸热反应和放热反应 有下列常见的化学反应：①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④铝热反应　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应 其中属于放热反应的是　　　　　　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　　　　　　　。  答案　③④⑥⑦⑧　①②⑤ (1)化学变化中的能量变化都是化学能与热能间的相互转化(　　) (2)所有的化学反应都伴有能量的变化(　　) (3)伴有能量变化的一定是化学反应(　　) (4)加热条件下发生的反应均为吸热反应(　　) (5)浓硫酸溶于水时，体系的温度升高，该过程属于放热反应(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 1.(2025·南通段考)下列说法正确的是(　　) A.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化 B.氧化钙溶于水是放热反应 C.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和 D.焓的大小与体系的温度、压强等因素无关 答案　B 解析　在恒压的条件下，化学反应过程中吸收或放出的热即为反应的焓变，此时反应热等于生成物与反应物的焓值差，A错误；煤液化后CO2气体排放量不变，因此不利于碳达峰、碳中和的实现，C错误；焓大小取决于物质的种类、数量、聚集状态，并受温度、压强等因素的影响，D错误。 2.《天工开物》中提到“明年，田有粪肥，土脉发烧，东南风助暖，则尽发炎火，大坏苗穗，此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是(　　) A.乙醇燃烧 B.碳酸钙高温分解 C.铝热反应 D.酸碱中和 答案　B 解析　尽发炎火说明为放热反应；乙醇燃烧、铝热反应、酸碱中和为放热反应，碳酸钙高温分解为吸热反应。 二、热化学方程式 1.热化学方程式 2.热化学方程式的书写 (1)注明反应时的温度和压强，25℃、101 kPa下进行的反应可不注明。 (2)注明反应物和生成物的聚集状态：固体(s)、液体(l)、气体(g)、水溶液(aq)。 (3)热化学方程式的化学计量数，可以是整数或简单分数，表示物质的量。 (4)标注ΔH的正负。化学方程式后面空格标注ΔH，若为放热反应，ΔH为“-”；若为吸热反应，ΔH为“+”(“+”可省略不写)。 (5)ΔH必须与化学方程式一一对应。 ΔH的单位中“mol-1”，指的是“每摩尔反应”，对于同一化学反应，当热化学方程式中的化学计量数不同时，其ΔH也不同。 1.在25 ℃、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O，放出285.8 kJ的热量。 (1)该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)生成1 mol气态H2O时，放出的热量明显不同，其原因是　　　 　　　　　　　。  答案　(1)H2(g)+ O2(g)===H2O(l)　ΔH =-285.8 kJ·mol-1 (2)H2O的聚集状态不同，其内能不同，尽管产物都是1 mol H2O，但放出的热量不同 2.已知：H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH=-184.6 kJ·mol-1，则 (1)反应2H2(g)+2Cl2(g)===4HCl(g)　ΔH=　　　　　　。  (2)反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)　ΔH=　　　　　　。  答案　(1)-369.2 kJ·mol-1　(2)92.3 kJ·mol-1 3.已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1，则将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于密闭容器中，一定条件下充分反应，放出的热量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)92 kJ，理由是　　　　  　　　　。  答案　小于　该反应是可逆反应，不能进行完全 1.25 ℃、101 kPa下，0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445.15 kJ的热量。判断下列几个热化学方程式的正误，错误的指出错误的原因。 ①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-445.15 kJ·mol-1(　　) 　　　  ②2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=890.3 kJ·mol-1(　　) 　　　  ③CH4+2O2===CO2+H2O　ΔH=-890.3 kJ·mol-1(　　) 　　　  ④CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1(　　) 　　　  ⑤CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-445.15 kJ·mol-1(　　) 　　　  答案　①×　反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应　②×　CH4的燃烧为放热反应，ΔH<0且反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应　③×　未注明反应物和生成物的状态　④√　⑤√ 2.书写给定条件下的热化学方程式。 (1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 411 kJ的热量：　　　　　　　。 (2)0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量：　　　　　　　。 (3)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收10.94 kJ热量：　　　　　　　。 答案　(1)C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1 411 kJ· mol-1 (2)N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ· mol-1 (3)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.28 kJ· mol-1 解析　(3)12 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收10.94 kJ×12=131.28 kJ热量，则C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH=131.28 kJ· mol-1。 (1)热化学方程式正误判断的方法 (2)可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 三、化学反应过程中能量变化的原因 1.实例分析化学反应过程中能量的变化，阅读教材，完成下表： N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化如图所示： 由图可知： 化学键 反应中能量变化 断裂或形成1 mol化学键的能量变化 断裂或形成化学键的总能量变化 N≡N 吸收946 kJ 共吸收1 444 kJ O==O 吸收498 kJ N≡O 放出632 kJ 共放出1 264 kJ 结论 N2(g)+O2(g)===2NO(g)的反应热ΔH=180 kJ·mol-1 2.化学反应中能量变化的本质 (1)化学反应中的能量变化，本质上是由于化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量和新化学键形成时释放的能量不同造成的。 (2)化学键与化学反应能量变化的关系 3.用键能数据计算化学反应的反应热 用键能计算ΔH时，ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，其中关键是要算清物质中化学键的种类和数目。 1.(2025·南通期中)HCl是重要的化工原料，可由反应H2+Cl22HCl制得，该反应为放热反应。关于该反应，下列说法正确的是(　　) A.可用如图表示物质的能量变化 B.断开H—H键会释放能量 C.断开Cl—Cl键会吸收能量 D.形成H—Cl键会吸收能量 答案　C 解析　图中表示的是吸热反应，A错误；断开H—H键、Cl—Cl键会吸收能量，B错误，C正确；形成H—Cl键会释放能量，D错误。 2.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 答案　C 解析　ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)，所求反应的反应热ΔH=414 kJ·mol-1×4+155 kJ·mol-1×4-489 kJ·mol-1×4-565 kJ·mol-1×4=-1 940 kJ·mol-1。 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题7分] 题组一　焓变和反应热概念的理解与判断 1.(2025·扬州大学附属中学高二上学期月考)下列反应是放热反应的是(　　) A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合 B.Al和Fe2O3高温条件下反应 C.碳与水蒸气反应制取“水煤气” D.高温煅烧石灰石 答案　B 解析　Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应，故A不符合；Al和Fe2O3高温条件下反应是放热反应，故B符合；碳与水蒸气制取“水煤气”是吸热反应，故C不符合；高温煅烧石灰石是吸热反应，故D不符合。 2.在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是(　　) A.焓是指物质所具有的内能 B.等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变 C.一个化学反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量，表示该反应为吸热反应 D.放热反应的ΔH<0，吸热反应的ΔH>0 答案　A 解析　内能是体系内物质的各种能量的总和，焓是一个与内能有关的物理量，A项错误。 3.(2024·南京六合区月考)下列属于氧化还原反应且热量变化与图一致的是(　　) A.硝酸铵晶体溶于水 B.钠和水的反应 C.氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应 D.CO2和C反应 答案　D 解析　分析图示，可知对应反应为吸热反应。硝酸铵晶体溶于水为吸热过程，不属于化学变化，故A错误；钠和水的反应为放热反应，故B错误；氯化铵晶体和氢氧化钡晶体的反应为吸热反应，但是不属于氧化还原反应，故C错误；CO2和C反应为吸热反应，且属于氧化还原反应，故D正确。 题组二　化学反应中能量变化图像的识别 4.(2024·南京期中)N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况如图a所示，下列说法不正确的是(　　) A.等物质的量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相同 B.N2(g)+O2(g)===2NO(g)的能量关系可用图b表示 C.N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=1 444 kJ·mol-1 D.N2(g)和O2(g)的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量 答案　C 解析　等物质的量的N2(g)、N2(l)具有的能量不相同，且N2(g)的能量更高，故A正确；由图a可得：N2(g)+O2(g)===2NO(g)　ΔH=(946+498) kJ·mol-1—2×632 kJ·mol-1=180 kJ·mol-1，即该反应为吸热反应，能量关系可用图b表示，故B正确、C错误；由B中分析可知，N2(g)和O2(g)的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，故D正确。 5.(2024·南京期中)关于如图所示的说法错误的是(　　) A.图A中生成物的总能量更高 B.图C中发生的反应为放热反应 C.图B中1 mol N2与3 mol H2充分反应放出92 kJ热量 D.图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化 答案　C 解析　由图A可知，反应物具有的总能量低，生成物具有的总能量高，故A正确；活泼金属和酸反应是放热反应，故B正确；1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)放热92 kJ，而N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是一个可逆反应，则1 mol N2(g)与3 mol H2(g)充分反应生成NH3(g)的物质的量小于2 mol，放热少于92 kJ，故C错误；图A可表示吸热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，故D正确。 6.H2(g)与ICl(g)的反应包含以下两步： Ⅰ.H2(g)+ICl(g)===HCl(g)+HI(g)， Ⅱ.HCl(g)+HI(g)+ICl(g)===I2(g)+2HCl(g)。反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A.反应Ⅰ为吸热反应 B.反应Ⅱ为放热反应 C.反应H2(g)+2ICl(g)===I2(g)+2HCl(g)的ΔH=-218 kJ·mol-1 D.反应Ⅰ、Ⅱ均为氧化还原反应 答案　A 解析　反应Ⅰ、Ⅱ中反应物总能量均大于生成物的总能量，均为放热反应，A错误，B正确；由图像可知，反应H2(g)+2ICl(g)===I2(g)+2HCl(g)的ΔH=-218 kJ·mol-1，C正确；反应Ⅰ、Ⅱ均涉及单质反应，元素化合价发生变化，则均为氧化还原反应，D正确。 题组三　热化学方程式 7.下列关于热化学方程式的说法错误的是(　　) A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 B.热化学方程式中各物质的化学计量数可以用整数或者简单分数 C.热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示标准状况下的数据 D.同一化学反应，热化学方程式中的化学计量数不同，ΔH也不同 答案　C 解析　参加反应的物质的物质的量越多，反应所吸收或放出的热量越多，故A正确；热化学方程式未注明温度和压强时，ΔH表示298 K、101 kPa下的数据，故C错误。 8.(2024·泰州高二月考)下列热化学方程式书写正确的是(　　) A.C2H5OH(l)燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)+O2===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=1 366.8 kJ·mol-1 B.C2H5OH(l)燃烧的热化学方程式：C2H5OH(l)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=1 366.8 kJ·mol-1 C.葡萄糖与氧气反应的热化学方程式：C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 803 kJ·mol -1 D.含20.0 g NaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，释放28.7 kJ的热量，则热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-28.7 kJ·mol -1 答案　C 解析　反应方程式中未注明物质的状态，A错误；乙醇燃烧为放热反应，ΔH<0，B错误；含20.0 g NaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，生成0.5 mol 水释放28.7 kJ的热量，则热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ·mol -1，D错误。 9.(2025·扬州大学附属中学高二上学期月考)已知：2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1，下列说法正确的是(　　) A.标准状况下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为241.8 kJ B.在相同条件下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)的能量总和大于1 mol H2O(g)的能量 C.8 g水蒸气完全分解成氢气和氧气吸收483.6 kJ热量 D.常温下，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)完全反应生成液态水放出的热量小于483.6 kJ 答案　B 解析　气态水转化为液态水会放热，标准状况下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)放出的热量大于241.8 kJ，A错误；反应放热说明反应物总能量高于生成物，即在相同条件下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)的能量总和大于1 mol H2O(g)的能量，B正确；36 g水蒸气完全分解成氢气和氧气吸收483.6 kJ热量，C错误；气态水转化为液态水会放热，常温下，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)完全反应生成液态水放出的热量大于483.6 kJ，D错误。 [10~11题，每小题8分] 10.(2025·苏州段考)中国科研人员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如表所示。 化学键 H—O键 O==O键 H—H键 O—O键 键能/(kJ· mol-1) 463 496 436 138 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释放能量 C.总反应是吸热反应 D.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 答案　B 解析　反应过程中分解了2 mol H2O，由图可知，生成了2 mol H2和1 mol O2，总反应为2H2O2H2↑+O2↑，吸收463 kJ×4=1 852 kJ能量，放出(496+436×2) kJ=1 368 kJ能量，则吸收的能量大于放出的能量，反应为吸热反应，A、C正确；过程Ⅲ断裂2 mol H—O键，吸收463 kJ·mol-1×2 mol=926 kJ能量，生成1 mol H—H键，释放436 kJ能量，即总体上吸收了490 kJ能量，B不正确；过程Ⅰ断裂了2 mol H—O键，吸收2 mol×463 kJ·mol-1=926 kJ能量，D正确。 11.下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。 下列说法正确的是(　　) A.石墨转变为金刚石是吸热反应 B.白磷比红磷稳定 C.S(g)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2 D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)　ΔH>0 答案　A 解析　由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理可知，红磷比白磷稳定，B错误；|ΔH1|>|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH1<ΔH2，C错误；CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)为放热反应，ΔH<0，D错误。 12.(15分)根据你的认识和理解，结合所给提示写出下列有关反应的热化学方程式。 (1)1 mol CaCO3(s)分解生成CaO(s)和CO2(g)，吸收178.2 kJ热量：　　　　　　　。  (2)N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)，放出46.1 kJ热量：　　　　　　　。  (3)1 g甲烷在空气中燃烧，恢复至常温下测得放出55.625 kJ热量：　　　　　　　。  (4)P(红磷，s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量变化关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。试回答下列问题： ①写出P(红磷，s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式：　　　　　　　。  ②写出PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式：　　　　　　　。  答案　(1)CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)　ΔH=178.2 kJ·mol-1 (2)N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=-46.1 kJ·mol-1 (3)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1 (4)①2P(红磷，s)+3Cl2(g)===2PCl3(g)　ΔH=-612 kJ·mol-1 ②PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=93 kJ·mol-1 13.(6分)(1)图1是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：　　　　　　　。  (2)(2025·红桥高级中学期中)国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-270 kJ·mol-1。 几种化学键的键能如表所示： 化学键 C—H H—H H—O C==O 键能/(kJ·mol-1) 413 436 a 745 则a=　　　　　。 答案　(1)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1 (2)463 解析　(1)该反应的焓变ΔH=E1-E2=134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1，所以热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1。 (2)根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，则有ΔH=2×745 kJ·mol-1+4×436 kJ·mol-1-(4×413 kJ·mol-1+4×a kJ·mol-1)=-270 kJ·mol-1，解得a=463。 学科网（北京）股份有限公司 $