1.1 第1课时 化学反应的反应热、焓变(Word学生用书)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（鲁科版）

该高中化学导学案聚焦化学反应的反应热与焓变，从能量转化切入，联系能量守恒定律，通过中和反应反应热测定实验操作，引导学生理解反应热定义及测定原理，再过渡到内能变化与焓变的关系，构建从宏观现象到微观本质的学习支架。 该导学案突出科学探究与实践，设计中和反应反应热测定实验及数据处理，结合交流讨论培养科学思维。习题涵盖基础概念与综合应用，通过实验分析、焓变示意图解读等，帮助学生形成能量转化的化学观念，提升解决实际问题的能力。

第 1 课时　化学反应的反应热、焓变 1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。 2.知道内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 3.认识恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 知识点一　化学反应的反应热 1.反应热 （1）定义：化学上规定：当化学反应在一定的　　　下进行时，反应所　　　　的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。 （2）符号：通常用Q表示。Q＞0，表示反应吸热；Q＜0，表示反应放热。 （3）单位：　　　　　　或J•mol－1。 2.反应热的测定 （1）原理：Q=　　　　　　 ①C表示溶液及量热计的　　　　。 ②T1、T2分别表示反应前后体系的　　　　。 （2）仪器——量热计 （3）测定方法：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值。 测定中和反应的反应热 1.实验原理 利用量热计测定一定量的酸、碱溶液在反应前后的温度变化，计算反应放出的热量，由此求得中和反应的反应热。 2．实验用品 仪器：量热计、量筒（100 mL）、温度计、烧杯（250 mL）。 药品：1.0 mol•L－1盐酸、1.0 mol•L－1NaOH溶液、1.0 mol•L－1硝酸、1.0 mol•L－1 KOH溶液。 3.实验步骤 （1）测定反应前溶液的温度 操作ⅰ 向量热计内筒中加入1.0 mol•L－1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1 操作ⅱ 向250 mL的烧杯中加入1.0 mol•L－1的NaOH溶液100 mL，调节其温度，使之与量热计中盐酸的温度相同 （2）测定反应后溶液的温度 快速地将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。 （3）计算 近似认为溶液的比热等于水的比热，根据溶液温度升高的数值计算此中和反应的反应热。 （4）用同样的方法分别测定KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与硝酸反应的反应热。 4.数据记录与处理 实验 溶液温度/K 反应热/J T1 T2 NaOH溶液与盐酸反应 KOH溶液与盐酸反应 NaOH溶液与硝酸反应 （1）由于是稀溶液，为了计算简便，近似认为所用酸、碱溶液的密度均为1 g•cm－3，则酸溶液的质量m1=100 g，碱溶液的质量m2=100 g；中和后所得溶液的比热为4.18 kJ•K－1•kg－1。 （2）Q=－C（T2－T1）=－mc（T2－T1）=－（100＋100）×10－3×4.18（T2－T1）kJ=－0.836（T2－T1）kJ。 生成1 mol H2O（l）时放出的热量为8.36（T2－T1）kJ。将实验中测得的T1、T2的数值代入即可。 【交流讨论】 1.用同样的方法分别测定NaOH溶液与盐酸反应、KOH溶液与盐酸反应、NaOH溶液与稀硝酸反应的反应热，所测得的中和反应的反应热为何都相同？ 2.若用100 mL 1.1 mol•L－1NaOH溶液和100 mL 1.0 mol•L－1的盐酸进行该实验，所测的反应热数值会更加准确，为什么？ 3.若用相同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验（已知醋酸电离吸收热量），测得的中和反应反应热的数值会如何变化？ 归纳总结 1.强酸和强碱的稀溶液发生中和反应，中和反应的反应热数值相等。 2.强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液发生中和反应时，其反应热的数值一般偏小，因为弱电解质的电离吸热。 3.中和反应的实质是H＋＋OH－H2O。若反应过程中伴有其他物质生成（如生成不溶性物质等），该部分反应热不包含在中和反应的反应热之内。 4.实验中有两个关键 （1）隔热关键——装置保温、隔热效果好，减少热量的损失，使用简易量热计，其优点是保温效果好。 （2）测量关键——准确测量酸、碱的初始温度及反应后溶液的最高温度。 ①实验中只用一支温度计，在每次测量酸、碱及混合液的温度后，必须用水洗净并用滤纸擦干再使用。 ②在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录下最高温度值。 1.下列说法正确的是（　　） A．在化学反应中发生物质变化的同时，一定发生能量变化 B．Q＞0表示放热反应，Q＜0表示吸热反应 C．反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化 D．体系的温度升高一定是放热反应造成的，体系的温度降低一定是吸热反应造成的 2.（2026•山东济宁检测）某化学兴趣小组设计如图所示装置进行中和反应的反应热的测定实验。所用试剂为0.50 mol•L－1的盐酸、0.55 mol•L－1的NaOH溶液，每次实验分别取50 mL两种溶液进行混合，平行测定3次。回答下列问题： （1）玻璃搅拌器的使用方法为　　　　　；　　　　（填“能”或“不能”）用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器。 （2）碎泡沫塑料的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （3）实验所得数据如表： 　温度 实验次数　　 起始温度T1/℃ 终止温度T2/℃ 温度差 （T2－T1）/℃ HCl溶液 NaOH溶液 平均值 1 22.2 22.4 25.6 2 22.4 22.8 26.1 3 22.5 22.7 26.0 根据表中数据计算，该实验测得的生成1 mol H2O时中和反应的反应热Q=　　　　kJ［保留3位有效数字，盐酸和NaOH溶液的密度均视为1 g•cm－3，反应后混合溶液的比热容（c）为4.18 J•g－1•℃－1］。 知识点二　化学反应的内能变化与焓变 1．化学反应的内能变化 （1）内能 （2）内能变化与体系的能量变化的关系 化学反应中内能的变化可表示为ΔU=　　　　　　　　　。 ΔU＞0 反应　　　　能量 ΔU＜0 反应　　　能量 （3）内能变化与反应热的关系 ①化学反应体系与环境进行能量交换可以以　　　　　两种形式呈现。根据能量守恒定律，化学反应中内能的变化等于　　　　　　　　的加和，即ΔU=Q＋W。 ②如果反应过程中体系没有做功，则ΔU=　　　　，即化学反应的反应热等于化学反应前后体系内能的变化，ΔU＞0，即　　　　，反应吸热；反之，ΔU＜0，即　　　　　　，反应放热。 2．化学反应的焓变 （1）焓：焓是与内能有关的物理量，符号为H。 （2）焓变 定义 反应产物的焓与反应物的焓之差，称为反应焓变（ΔH） 表达式 ΔH=H（　　　　）－H（　　　　） 单位 J•mol－1（或kJ•mol－1） （3）反应热与焓变 ①等压反应：在反应前后　　　　不变的条件下发生的化学反应。 ②在　　　　反应中，如果反应中物质的能量变化没有与电能、光能等其他形式的能量发生转化，则该反应的反应热等于反应前后体系的焓的变化，即：　　　　　　　。 （4）化学反应的焓变示意图 　太阳能电池的主要材料为硅。工业冶炼纯硅的原理是①SiO2＋2CSi＋2CO↑；②Si＋3HClSiHCl3＋H2；③SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 化学反应与焓变如图所示。 【交流讨论】 1.反应①是放热反应还是吸热反应？该反应的ΔH大于零还是小于零？ 2.反应②是放热反应还是吸热反应？该反应的ΔH大于零还是小于零？ 归纳总结 1.常见的吸热反应和放热反应 反应类型 举例 放热反应 大多数化合反应 CaO＋CO2CaCO3 酸碱中和反应 HCl＋NaOHNaCl＋H2O 活泼金属与水或酸的反应 Mg＋2HClMgCl2＋H2↑ 燃烧 C＋O2 CO2 吸热反应 大多数分解反应 CaCO3 CaO＋CO2↑ 铵盐与碱的反应 2NH4Cl＋Ca（OH）2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 其他 C＋H2O（g） CO＋H2 C＋CO22CO 归纳总结 2.化学键的断裂、形成与反应热的关系 E1＞E2，反应吸收能量，ΔH＞0； E1＜E2，反应释放能量，ΔH＜0。 ΔH=反应物的键能总和－反应产物的键能总和。 1.（2026•山东菏泽高二期中）下列变化过程，属于吸热反应的是（　　） ①NH4Cl固体溶于水 ②煤炭燃烧 ③食物因氧化而腐败 ④铝热反应 ⑤酸碱中和反应 ⑥煅烧石灰石 ⑦柠檬酸与小苏打反应 A．⑥⑦　 B．①③⑥ C．②③④⑤　 D．⑤⑥⑦ 2.反应A＋BC（ΔH＜0）分两步进行：①A＋BX（ΔH＞0），②XC（ΔH＜0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中焓变的是（　　） 能力培养　对化学反应能量变化示意图的分析（分析与推理） 　氢能是公认的清洁能源，作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。我国长征五号遥八运载火箭就使用液氢作燃料。已知H2（g）＋O2（g）H2O（g），反应过程中的焓变如图。 （1）a、b、c分别代表什么意义？ （2）该反应是　　　　反应（填“吸热”或“放热”），ΔH　　　　0（填“＞”或“＜”）。 规律方法 1.反应热（ΔH）取决于反应物具有的总能量（或总焓）和反应产物具有的总能量（或总焓）。ΔH=反应产物的总能量－反应物的总能量。 2.加入催化剂可以使反应历程—能量曲线的“山峰”降低，改变了反应历程，但加入催化剂前后反应物和反应产物的总能量差不变，即前后的“落差”不变，故加入催化剂不影响反应的ΔH，如图所示（图中b表示加入催化剂后的能量变化）。 【迁移应用】 1.利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是（　　） A．该反应的ΔH=＋91 kJ•mol－1 B．加入催化剂，该反应的ΔH变小 C．反应物的总能量大于反应产物的总能量 D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH增大 2.理论研究表明，在101 kPa 和298 K下，HCN（g）⇌HNC（g）异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是（　　） A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的ΔH=＋59.3 kJ•mol－1 C．该反应为吸热反应 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 1.（2026•山东山师附中高二期中）下列古典文化中不包含化学能转化为热能的是（　　） A．《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲” B．《七步诗》：“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣” C．《草》：“野火烧不尽，春风吹又生” D．《咏煤炭》：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深” 2.下列说法不正确的是（　　） A．反应产物的总能量大于反应物的总能量时，ΔH＞0 B．反应放热时ΔH＜0，反应吸热时ΔH＞0 C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 D．在一定条件下，某化学反应是吸热反应还是放热反应，由反应产物的总焓与反应物的总焓之差决定 3.（2025•广东卓越联盟高二考试）某同学做如图所示实验，探究各反应中的能量变化。下列判断正确的是（　　） 甲：将铝片加入盐酸中 乙：将Ba（OH）2•8H2O和NH4Cl充分混合 丙：测定稀盐酸和稀NaOH溶液反应的反应热 A．上述实验涉及的各反应都是放热反应 B．将实验甲中的铝片更换为等质量的铝粉，温度计的示数升高速率加快 C．将实验丙中盐酸改为等浓度的醋酸，生成1 mol H2O（l）时的反应热不变 D．将实验丙中玻璃搅拌器改为铜质搅拌器，对实验结果没有影响 4.一定温度下N2（g）与O2（g）反应生成NO（g），反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．反应产物分子形成化学键吸收能量 B．反应物的总能量比反应产物的总能量高180 kJ C．破坏反应物中化学键所需要的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量 D．反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的能量低 5.（2026•山东菏泽高二期中）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO，其能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　） A．三种分子中最稳定的是NO B.16 g氧原子（O）结合生成氧气O2（g）时释放498能量 C．该反应为吸热反应 D．反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和 完成课后作业　第1章　第1节　第1课时 答案 第1课时　化学反应的反应热、焓变 知识点一　 1.（1）温度　释放或吸收　（3）kJ•mol－1　2.（1）－C（T2－T1）　①热容　②温度　（2）反应前后　均匀　保温 探究活动 交流讨论 1.提示：参加反应的物质都是强酸、强碱，它们在水中是完全电离的，中和反应的离子方程式都是H＋＋OH－H2O，反应都在室温下进行，且参加反应的n（H＋）和n（OH－）都相同，所以这三个中和反应的反应热也相同。 2.提示：氢氧化钠稍过量，有利于盐酸全部参加反应。 3.提示：变小。 对点训练 1.A　A项，化学反应中既有物质变化又有能量变化，正确；B项，Q＞0表示吸热反应，Q＜0表示放热反应，错误；C项，根据反应热的概念可知，参加反应的物质的物质的量不一定是1 mol，错误；D项，反应体系的温度变化不仅与反应吸热、放热有关，还与反应条件等有关，错误。 2.（1）垂直上下搅动　不能　（2）减少热量的散失　（3）－56.8 解析：（3）由表中数据得，实验1：ΔT=25.6 ℃－=3.3 ℃；实验2：ΔT=26.1 ℃－=3.5 ℃；实验3：ΔT=26.0 ℃－=3.4 ℃，因此温差的平均值为3.4 ℃；Q=－cmΔT=－（4.18×100×3.4）J=－1 421.2 J=－1.421 2 kJ。由已知，NaOH过量，用盐酸的量计算生成水的物质的量为n（H2O）=0.05 L×0.50 mol•L－1=0.025 mol，则设中和反应的反应热为Q，=，Q≈－56.8 kJ。 知识点二　 1.（1）能量　U　聚集状态　（2）U（反应产物）－U（反应物）　吸收　释放　（3）①热和功　反应热和功　②Q　Q＞0　Q＜0　2.（2）反应产物　反应物　（3）①压强　②等压　Qp=ΔH　（4）＞　吸热　＜　放热 探究活动 交流讨论 1.提示：反应①的反应物的总能量低于反应产物的总能量，属于吸热反应，因此该反应的ΔH大于零。 2.提示：反应②的反应物的总能量高于反应产物的总能量，属于放热反应，因此该反应的ΔH小于零。 对点训练 1.A　①NH4Cl固体溶于水是物理过程，吸热但不属于化学反应；②煤炭燃烧为放热反应；③食物腐败是缓慢氧化，放热；④铝热反应剧烈放热；⑤酸碱中和反应放热；⑥煅烧石灰石（CaCO3分解）需持续加热，是吸热反应；⑦柠檬酸与小苏打反应生成CO2，吸热导致温度下降，属于吸热反应；综上，吸热反应为⑥和⑦。 2.D　因总反应为放热反应，反应①为吸热反应，反应②为放热反应，所以反应②放出的热量比反应①吸收的热量多。A中反应①为放热反应，反应②为吸热反应，且总反应为吸热反应，不符合题意；B中反应①和反应②均为吸热反应，不符合题意；C中反应①和反应②均为放热反应，不符合题意。 能力培养　 　（1）提示：a是断开1 mol H2（g）中H—H键和 mol O2（g）中OO键吸收的能量；b是结合成1 mol H2O（g）时所释放的能量；c代表成键所释放的能量－断键所吸收的能量。 （2）提示：由图可知该反应中反应物总能量大于反应产物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0。 迁移应用 1.C　根据图示，该反应反应物的总能量大于反应产物的总能量，是放热反应，ΔH＜0，A项错误；加入催化剂只能改变反应历程，使能量曲线的山峰降低，但加入催化剂前后反应物和反应产物的总能量差不变，而对反应热无影响，B项错误；根据图示，该反应反应物的总能量大于反应产物的总能量，C项正确；生成液态CH3OH时释放出的热量更多，ΔH更小，D项错误。 2.D　HNC的能量比HCN的高，则稳定性较好的是HCN，A项正确；该异构化反应的反应热ΔH=反应产物的能量－反应物的能量=59.3 kJ•mol－1－0.0 kJ•mol－1=＋59.3 kJ•mol－1，为吸热反应，B、C项正确；反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关，则使用催化剂不能改变反应的反应热，D项错误。 【随堂演练】 1.D　烈火焚烧，属于燃烧，是放热反应，化学能转化为热能，A错误；豆萁燃烧，是放热反应，化学能转化为热能，B错误；野火烧不尽，春风吹又生，涉及到物质的燃烧，燃烧过程化学能转化为热能，C错误；“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深”没有化学反应发生，不包含化学能转化为热能，D正确。 2.C　反应产物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH＞0，A项正确；反应放热时ΔH＜0，反应吸热时ΔH＞0，B项正确；在等压条件下，化学反应的焓变等于反应热，C项错误；对于一个化学反应，反应产物的总焓与反应物的总焓之差即焓变，焓变决定了该反应是吸热反应还是放热反应，D项正确。 3.B　氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应，属于吸热反应，A项错误；铝粉和铝片是同一种物质，等质量时放出的热量相同，只是铝粉的接触面积比铝片的大，反应速率较快，故温度计的示数升高速率加快，B项正确；醋酸电离要吸热，用醋酸代替稀盐酸进行实验，换算为生成1 mol液态水，反应热的数值变小，C项错误；相较于玻璃搅拌器，铜质搅拌器导热快，会造成热量损失，对实验结果有影响，D项错误。 4.C　反应产物分子形成化学键是释放能量，而不是吸收能量，A错误；由图可知，反应物的总能量比反应产物的总能量低180 kJ，B错误；该反应是吸热反应，破坏反应物中化学键吸收的能量高于形成反应产物中化学键释放的能量，C正确；反应是吸热反应，则反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高，D错误。 5.C　N≡N键的键能最大，N2最稳定，A错误；2 mol O原子结合生成1 mol O2（g）时需要放出498 kJ能量，16 g氧原子（O）结合生成氧气O2（g）时释放249 kJ能量，B错误；该反应的反应热=反应物总键能－反应产物总键能=（946＋498－2×632）kJ•mol－1=＋180 kJ•mol－1，为吸热反应，C正确；该反应中反应物所具有的总能量低于反应产物所具有的总能量，D错误。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 $