专题1　第1单元　课时1　化学反应的焓变2026-2027学年高二上学期化学苏教版选择性必修一

该高中化学课件聚焦“化学反应与能量变化”，涵盖焓变、反应热、热化学方程式等核心知识，通过物质燃烧、烟火绽放等生活实例导入，引导学生从能量转化切入，逐步衔接微观键能分析与宏观热化学方程式书写，构建完整知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与实践，如中和热测定实验含详细步骤与注意事项，结合科学思维通过盖斯定律计算火箭燃料反应热等实例培养推理能力，还链接新能源与能源转型渗透科学态度。学生能提升实验与思维能力，教师可获系统教学支架与实例支持。

专题1 化学反应与能量变化 第一单元　化学反应的热效应 课时1　化学反应的焓变 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 认识化学能可以与热能相互转化，认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，了解能量的多少取决于反应物和生成物的质量。 2. 知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。 3. 了解反应热和焓变的含义，了解热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式。能从化学键的角度解释化学反应中能量变化的本质。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 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。 请你思考！ 化学反应中的能量变化有什么规律？如何定量描述呢？ 物质燃烧 灯泡发光 烟火绽放 通过高分子水性凝胶里的水分汽化，带走皮肤表面的热量 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3 1. 阅读教材，了解什么是内能，内能受哪些因素影响？ 【答案】 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。内能受温度、压强、物质的聚集状态和组成的影响。 2. 物质处于一定状态就具有一定的内能，状态发生改变，内能就会发生相应改变。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？ 【答案】 不能。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。 活动一：了解物质的内能、焓、焓变的概念， 了解化学反应中能量变化的应用 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 反应热 在化学反应中，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。 请你思考！ 化学反应为什么会产生反应热？ 内能改变 产生反应热 对于物质的量确定的反应体系来说，其中物质的各种能量总和称为内能。受温度、压强和物质的聚集状态等影响。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 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。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 焓(H)是与内能有关的物理量，焓的数值变化称为什么？用什么符号表示？ 【答案】 焓变；ΔH。 4. 化学反应过程中既有物质变化，又有能量变化。能量转换的发生以发生化学变化的物质为基础，遵循能量守恒定律，释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一，释放或吸收热量的多少取决于什么？ 【答案】 取决于化学反应中反应物的转化量。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 写出常见的放热反应、吸热反应的化学方程式(不少于3类，各举1例)。 活动二：了解吸热反应与放热反应 放热反应 吸热反应         2. 放热反应和吸热反应中的能量转化形式有什么不同？ 体系 环境 热量 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 阅读教材，什么是反应热？什么是焓变？焓变的单位是什么？ 【答案】 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。在恒压条件下，化学反应中吸收或释放的热为反应的焓变。焓变的单位常采用 kJ/mol。 活动三：学习焓变与吸热反应和放热反应的关系 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 阅读教材，一个化学反应是吸收能量还是放出能量取决于什么？什么反应会吸收能量，什么反应会放出能量？什么反应是吸热反应，什么反应是放热反应？ 【答案】 一个化学反应是吸收能量还是释放能量，取决于反应物总能量和生成物总能量之间的相对大小。若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中释放能量。 化学反应中的能量变化通常以热等形式表现出来。吸收热的反应称为吸热反应，其ΔH＞0；放出热的反应称为放热反应，其ΔH<0。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3.吸热反应与放热反应 反应物具有的总能量低 生成物具有的总能量高 当反应体系吸收能量时其焓增大，为吸热反应，Δ H为正值(Δ H > 0)。 生成物 反应物 反应物总能量 < 生成物总能量 吸收能量向环境 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 11 反应物具有的总能量高 生成物具有的总能量低 当反应体系放出能量时其焓减小，为放热反应，Δ H为正值(Δ H > 0)。 反应物 生成物 反应物总能量 >生成物总能量 释放能量向环境 请你思考！ 如何用物质能量的变化表示反应的焓变？ ∆H＝ H生成物－ H反应物 单位： kJ/mol 或 kJ•mol-1 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 12 3. 判断下图反应哪个是吸热反应，哪个是放热反应。 A：________反应，ΔH______0 B：________反应，ΔH______0 吸热 > 放热 < 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 4.键能 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。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 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 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。 请你思考！ 化学反应中能量变化的 主要原因是什么? 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 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。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 16 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＝(946+498) kJ·mol-1 -1264kJ·mol-1 + 请你思考！ 如何从键能的角度估算反应的焓变？ ∆H＝∑E (反应物键能)－∑E (生成物键能) = 180 kJ·mol 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1.已知断裂1mol H2(g)中的H-H键需要吸收436kJ的能量，断裂1mol O2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1mol H-O键释放463kJ的能量。试计算出O2(g)与H2(g)反应生成H2O(g)的∆H 。 析·典型范例 2H2 O2 4H 2O 2H2O 断裂1mol H2(g)中的H-H键吸收436 kJ能量 断裂1 mol O2(g)中的共价键吸收498 kJ能量 生成H2O(g)中1 mol H-O键释放463.4 kJ能量 ∆H＝ ∑E (反应物键能）－∑E (生成物键能） ＝2×436 kJ·mol-1＋498 kJ·mol-1－4×463.4 kJ·mol-1 ＝- 483.6 kJ·mol-1 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2.某化学反应过程中物质的能量变化如图所示，下列说法不正确的是（ ） 析·典型范例 A．该反应可以是镁条与盐酸反应 B．该反应可以是氢氧化钡与氯化铵反应 C．该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量 D．该反应中断裂反应物化学键吸收总能量小于生成物化学形成释放总能量 B 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。 化学反应一般都有反应热。那么，我们应该如何表示化学反应的反应热呢？ 物质状态 焓变 ①2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(1) △H = -571.6 kJ·mol-1 ②H2 (g) + O2 (g) = H2O(1) △H = -285.8 kJ·mol-1 ③2H2 (g) + O2 (g) = H2O(g) △H = - 483.6kJ·mol-1 ④H2O(l) = H2 (g) + O2 (g) △H = 285.8 kJ·mol-1 4. 交流讨论。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 20 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。 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(1) △H = -571.6 kJ·mol-1 请你思考！ 你知道这个热化学反应方程式表达的意义吗？ 举例 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 请你思考！ 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） 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 【交流讨论】请观察下列表示氢气在氧气中燃烧生成水和水分解为氢气、氧气反应热效应的化学方程式，分析并讨论其在书写上与化学方程式有何不同。 ①2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(1) △H = -571.6 kJ·mol-1 ②H2 (g) + O2 (g) = H2O(1) △H = -285.8 kJ·mol-1 ③2H2 (g) + O2 (g) = H2O(g) △H = - 483.6kJ·mol-1 ④H2O(l) = H2 (g) + O2 (g) △H = 285.8 kJ·mol-1 对比①②： 对比①③： 对比①④： 反应热的数值必须与热化学方程式的化学计量数相对应。 物质的状态必须正确，状态不同，焓变也不同。 当反应逆向进行时，其焓变与正反应的反应焓变相等，符号相反。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 结合上面的热化学方程式分析。 (1) 氢气在氧气中燃烧是放出热的反应，称为放热反应，水分解是吸收热的反应，称为吸热反应，吸热反应和放热反应的焓变有什么不同？ 【答案】 放热反应的焓变小于0，吸热反应的焓变大于0。 (2) 焓变与化学方程式的化学计量数有什么关系？ 【答案】 化学计量数和焓变可以同时增大或减小相同倍数。 (3) 一个反应的焓变与其逆反应的焓变之间有什么关系？ 【答案】 数值相等，符号相反。 (4) 上述反应与普通的化学方程式有什么不同？ 【答案】 热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表明能量变化。在化学方程式右边注明反应的ΔH；所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的聚集状态。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 热化学方程式书写一般要指明反应温度、压强和物质的聚集状态，若不注明，则为25 ℃和101 kPa。热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示微粒个数。 1. 热化学方程式书写时为什么要标注物质的聚集状态？怎样标注？ 【答案】 因为反应的焓变与反应物、生成物的聚集状态有关，所以书写热化学方程式时要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态，一般用英文字母g、l和s分别表示气体、液体和固体，溶液用aq表示。 活动四：探讨热化学方程式的书写注意点 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 反应的焓变与温度、压强是否有关？一般的热化学方程式没有标注温度、压强，其表示的焓变是什么条件下的焓变？ 【答案】 有关。表示是25 ℃(即298 K)、101 kPa条件下的焓变。 3. 热化学方程式中化学式前面的计量数表示什么？ 【答案】 在热化学方程式中，物质化学式前面的化学计量数表示物质的量。不表示该物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 归纳：书写要求 放热反应一定为“-”，吸热反应一定为“+”。 物质的状态必须正确[气态(g)、液态(l)、固态(s)、溶液(aq)]，特别是溶液中的反应易写错。 焓变的数值必须与热化学方程式的化学计量数相对应。 当反应逆向进行时，其焓变与正反应的焓变数值相等，符号相反。 化学计量数不表示分子数或原子个数，仅表示物质的量(可以是整数，也可以是分数) 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 4. 列表比较热化学方程式与普通的化学方程式的不同之处。   化学方程式 热化学方程式 化学计量数     状态标注     焓变标注     意义     遵循定律     是整数，既表示粒子个数，又表示该物质的物质的量 既可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量 不需要标明 必须在化学式后标明 无 必须标明 表明了化学反应中物质的变化 既表明了化学反应中物质的变化，又表明了化学反应中能量的变化 质量守恒定律 质量守恒定律和能量守恒定律 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 25℃、101kPa时，1g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64kJ的热，写出该反应的热化学方程式。 则该反应的热化学方程式为 CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -890.2kJ·mol-1 解：甲烷燃烧的化学方程式为CH4 + 2O2 =点燃= CO2 + 2H2O 设1mol甲烷完全燃烧放出的热为x，则有 = 解得 x≈890.2kJ 活动五：学习反应热的计算、热化学方程式的书写 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 28 应用： 写出下列反应的热化学方程式。 (1) 1 mol C(s，石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量： _________________________________________________________。 (2) 1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ热量： _________________________________________________________。 C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 化学反应实质上是旧化学键的断裂和新化学键的生成，旧键断裂吸收能量，新键生成放出能量。阅读教材第6页，N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化相关内容，学习该反应中反应热的计算方法，小结出用化学键键能计算反应热的方法。 【答案】 反应热(焓变)＝断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量－形成生成物分子中的化学键释放的总能量 活动六：探讨化学反应过程中为什么会有能量变化 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 阅读教材中栏目“学科提炼”，化学反应过程中伴随能量变化的根本原因是什么？反应热与焓变之间是什么关系？ 【答案】 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，在恒温、恒压条件下，化学反应中的能量变化以热的形式表现出来，这就是反应热，也称化学反应的焓变。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 应用。 已知下列键能数据： 化学键 N—H O===O H—H N≡N O—H 键能/(kJ/mol) 390.8 497.3 436.0 946 462.8 则反应NH3(g)＋0.25O2(g)===H2(g)＋0.5N2(g)＋0.5H2O(g)的ΔH＝______kJ/mol(结果保留整数)。 －75 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 人体生命活动能量主要依靠哪些营养物质提供？ 【答案】 人体所需的能量主要依靠三大营养物质——糖类、脂肪、蛋白质来提供。 2. 淀粉等多糖进入人体之后，如何为人体提供能量？ 【答案】 淀粉等多糖进入人体之后，首先在酶的作用下发生水解，生成葡萄糖。葡萄糖在人体内与氧气作用，发生如下反应：C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH＝－2 803 kJ/mol。 活动七：三大营养物质 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 跨学科链接 人的生命活动需要能量，成年男性平均每天约需要12000kJ能量，成年女性平均每天约需要9000kJ能量。人体所需的能量主要依靠三大营养物质一一糖类、脂肪、蛋白质来提供。 表1-1 三大营养物质的热值 物质 糖类 脂肪 蛋白质 热值/(kJ.g-1) 约17 约38 约17 糖类中只有单糖能直接给人体提供能量，淀粉等多糖进入人体之后，首先在酶的作用下发生水解，生成葡萄糖。葡萄糖在人体内与氧气作用，发生如下反应：C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6H2O(l) + 6CO2(g) △H=-2803 kJ·mol-1 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 为什么人体中储存的糖类很少？ 【答案】 由于糖氧化产生能量的速率很快，因此，人体内糖类储存很少。当我们摄入的能量满足人体日常的需要之后，剩余的能量就会以脂肪的形式存储下来。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 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 宏观、微观分析 定义 意义 书写要求 理·核心要点 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 专题1 化学反应与能量变化 第一单元　化学反应的热效应 课时2 反应热的测量与计算 能源的充分利用 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 进一步理解化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。 2. 学会测定中和反应的反应热。 3. 认识重要的反应热——燃烧热。 4. 能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。 5. 学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 如何根据溶液的质量、比热计算热容，结合热容、温度变化计算反应放出的热量和反应的反应热。 比热：比热容又称比热容量(specific heat)，简称比热，是单位质量物质的热容量，即单位质量物质改变单位温度时吸收或释放的内能。通常用符号小写c表示。单位质量的某种物质温度升高1 ℃吸收的热量(或降低1 ℃释放的热量)叫作这种物质的比热容。 活动一：实验测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 用比热容c计算热能：Q＝________；用热容C计算热能：Q＝_______。 mcΔT CΔT 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2 1.反应热的测量装置 （1）量热计 （2）简易量热计 材料名称 导热系数（W/mK） 玻璃 0.12 铁 80 银 429 铜 401 泡沫塑料 0.045 纸板 0.06～0.14 木屑 0.05 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2.用简易量热计测量反应热的实验 【实验用品】简易量热计、2个50mL的量筒、 0.50 mol·L-1 盐酸、0.50 mol·L-1NaOH溶液 ③保温层：减少热量的散失。 ① ①温度计：测定反应前后反应体系的温度 ② ②搅拌器或环形玻璃搅拌棒：使反应物混合均匀，充分接触。 ③ 各部分的名称及作用： 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 42 2. 测量中和反应的反应热。 请按照下列操作步骤用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热。 (1) 用量筒取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(T1)。 (2) 另取一量筒取50 mL 0.50 mol/L氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T2)。 (3) 将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出反应体系的最高温度(T3)并记录。 反应中体系温度变化ΔT＝________________℃(用T1、T2、T3表示)。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 44 (4) 水的比热为4.18 J/(g·℃)，假定溶液的比热与水的比热相等，溶液的密度与水的密度相等，忽略量热计的比热，该反应体系的热容C＝_______________________________________(用VHCl、VNaOH、ρHCl、ρNaOH表示)，根据升高温度，计算：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋ H2O(l)　ΔH＝_______________________ (用C、ΔT表示)。 (5) 如果用同样的方法测定氢氧化钾溶液与盐酸反应、氢氧化钠溶液与硝酸反应的反应热，请预测其反应热是否相同并说明理由。 【答案】 相同。参加反应的酸、碱的物质的量相等，则放出的热量相等。 [(VHCl·ρHCl＋VNaOH·ρNaOH)×4.18] J/℃ 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 了解量热计的构造。 在科学研究中，科学家常用量热计来测量反应热。 量热计中保温层的作用是什么？为什么要设计搅拌器？ 【答案】 减少热量散失。搅拌器可使容器中温度均匀。 实验改进 磁力搅拌器 温度传感器 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 （1）使用隔热层（碎泡沫塑料或纸条）及杯盖：保温、隔热，减少热量损失。 （2）准确读取反应前后体系的温度：反应后混合液的温度应为最高温度。 （3）重复实验2~3次，减小实验误差。 （4）一般不能使用金属搅拌棒，金属制品一般具有优良的导热性，会造成反应体系的热量损失，从而导致测量结果误差大。使用环形玻璃搅拌器，保证反应物混合均匀。 【实验注意事项】 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 47 我们如何准确测定反应的中和热呢？ 如中和反应： HCl (aq) + NaOH(aq) = NaCl(aq) + H2O(l)，生成1mol水时所放出的热量为57.3kJ。 定义：在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量叫做中和热。单位为kJ/mol。 3.中和热 思考与讨论 （1）不选浓溶液，避免酸、碱溶液混合时互相稀释而放热。 （2）不选弱酸或弱碱，因为一般情况下弱酸或弱碱电离时吸热。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1.下列关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验的说法不正确的是 析·典型范例 C A．为了保证完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液 B．所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒 C．测量盐酸溶液温度的温度计未洗涤立即测定氢氧化钠溶液的温度，会使得偏小 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热偏大 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2.强酸和强碱稀溶液的反应中和热可表示为：H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ/mol。以下4个化学方程式中，反应热为 -57.3 kJ/mol的是 . ① H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) = BaSO4(s) + 2H2O(l) ② H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) = Na2SO4(aq) + 2H2O(l) ③ NH3·H2O(aq) + HNO3(aq) = NH4NO3(aq) + H2O(l) ④ NH3·H2O(aq) + CH3COOH(aq) = CH3COONH4(aq) + H2O(l) ⑤ KOH(aq) + HNO3(aq) = KNO3(aq) + H2O(l) ⑤ 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 请你思考！ 火箭推进剂燃烧释放的反应热对火箭设计至关重要，但这类反应剧烈、产物复杂，且可能涉及高温、高压或有毒物质，难以通过实验直接测量。那么，对于无法直接测量的反应热，我们该如何获取呢? 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 51 1. 阅读教材，盖斯定律的内容是什么？ 【答案】 一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。或者说一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 2. 在恒压条件下，化学反应的热效应与什么相等？化学反应的焓变与什么有关，与什么无关？ 【答案】 在恒压条件下，化学反应的热效应与焓变相等，ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 活动二：认识、应用盖斯定律 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 盖斯定律 （1）内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的 。 （2）意义：恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的起始状态和最终状态有关，而与反应的途径无关。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 53 3. 盖斯定律有哪些应用？ 【答案】 在众多的化学反应中，有些反应的反应速率很慢，有些伴有副反应发生，还有些不易直接进行，测定这些反应的热效应就很困难，运用盖斯定律则可以计算出它们的反应热。 利用已知求未知：找寻已知反应与未知反应之间的关系，设计合适的反应路径，求出未知反应的焓变。 如图所示：ΔH＝ΔH1 + ΔH2  = ΔH3 + ΔH4 + ΔH5 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 思考与讨论 炭火洒水之疑：向一盆燃烧旺盛的炭火中洒少量的水，火焰更旺且为蓝色，但撒入较多的水，炭火熄灭就会熄灭，其中涉及的热化学反应方程式有： ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 你能用② ③ ④反应的反应热表示反应①吗？ 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 55 炭火洒水之疑涉及的热化学反应方程式如下：请用② ③ ④的反应热表示反应① ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 先画出过程图示 C(s) CO2(g) CO(g) H2O(g) H2(g) H2O(g) ① ② ③ ④ O2(g) O2 O2 从图示可见，很难直接观察出反应①与② ③ ④之间的关系。 盖斯定律的应用：若一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个化学反应焓变的相加减而得到。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 56 炭火洒水之疑涉及的热化学反应方程式如下：请用② ③ ④的反应热表示反应① ①C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH1 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) ΔH4 ②C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g) ΔH2 ③CO(g)＋O2(g) == CO2(g) 　 ΔH3 ④H2(g)＋ O2(g) == H2O (g) 　 ΔH4 ＋ ＋ ＋ C(s)＋O2(g) == CO2(g) ΔH2+ΔH3+ΔH4 列出反应② ③ ④的热化学反应方程式 观察可知：将② ③ ④三个反应直接进行加合即得① 左右相加后，消去两边相同的物质 即有ΔH1 = ΔH2+ΔH3+ΔH4 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 57 1.已知在298 K 时，C(s)、CO(g) 燃烧的热化学方程式如下： C(s) + O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1 ① CO(g) + O2(g)=CO2(g) ΔH2= -283.0 kJ·mol-1 ② 请运用盖斯定律计算反应C(s) + O2(g)= CO(g)的焓变∆H3。 析·典型范例 分析：方法一 C(s)与O2(g) 生成CO2(g)的反应可以一步完成（即ΔH1）； 也可以看成两步完成：先生成 CO(g)（即ΔH3），CO(g) 再与O2(g)反应生成CO2(g)（即ΔH2）。 根据盖斯定律可以得到ΔH1 ＝ΔH2＋Δ H3（图1-7），则反应C(s) ＋ 1/2 O2(g)=CO(g)的焓变ΔH3 ＝∆ H1－ΔH2。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 58 分析：方法二 根据盖斯定律，直接将热化学方程式①、②左右两边分别相减，也可以求得C(s)与 O2(g) 反应生成 CO(g) 的焓变： C(s)＋O2(g) =CO2(g) ΔH1 －） CO(g)＋ 1/2 O2(g)=CO2(g) ΔH2 C(s) ＋ 1/2 O2(g) =CO(g) ΔH3 ＝ΔH1 －ΔH2 ΔH3 = ΔH1 - ΔH2 = -393.5 kJ·mol-1 - (-283.0 kJ·mol-1) = -110.5 kJ·mol-1 答： 反 应 C( s ) + O 2(g ) = CO ( g ) 的焓 变 Δ H3为-110.5 kJ·mol-1。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 59 4. 例题： 298 K时，C(s)、CO(g)燃烧的热化学方程式如下： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol 【答案】 ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝－110.5 kJ/mol 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 5. C(石墨)与O2(g)反应生成CO(g)、CO2(g)和H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)、H2O(l)的能量变化如下图所示。实验测得ΔH1＝ －393.5 kJ/mol、ΔH2＝－283.0 kJ/mol、ΔH5＝－44.0 kJ/mol、ΔH6＝ －241.8 kJ/mol；科学家通过研究发现ΔH3＝－110.5 kJ/mol、ΔH4＝ －285.8 kJ/mol。请你仔细分析ΔH1、ΔH2与ΔH3之间以及ΔH4、ΔH5与ΔH6之间分别存在怎样的关系？ 【答案】 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 或ΔH3＝ΔH1－ΔH2　 ΔH4＝ΔH5＋ΔH6 或ΔH6＝ΔH4－ΔH5 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 某次发射火箭，用N2H4(肼)在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。 已知： N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋68 kJ/mol N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－534 kJ/mol 请写出发射火箭时燃烧反应的热化学方程式。 【答案】 2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 136 kJ/mol 活动三：体会盖斯定律的应用 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol ②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－395.0 kJ/mol 写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25 ℃、101 kPa时)，这个热化学方程式说明了什么？ 【答案】 C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.5 kJ/mol 石墨的能量略低于金刚石； 石墨比金刚石更稳定，它不会自发变成金刚石。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 比较下列各组反应中ΔH1、ΔH2的大小。 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 则ΔH1______ΔH2。 (2) S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 则ΔH1______ΔH2。 > < 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 (3) C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 则ΔH1______ΔH2。 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 则ΔH1______ΔH2。 (5) HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH1 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH2 则ΔH1______ΔH2。 < > < 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 反应热的测量与计算 反应热的测量 反应热的计算 实验装置 实验步骤 注意事项 盖斯定律 盖斯定律意义 盖斯定律应用 理·核心要点 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 人类能源利用进化史 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 67 1. 阅读教材，了解能源的开源节流是事关人类可持续发展的重大问题之一。人类生产和生活所需要能量的主要来源是什么？ 【答案】 燃料燃烧过程中释放的热能是人类生产和生活所需要能量的主要来源。 活动四：能源的充分利用 2. 什么是标准燃烧热、热值？如何理解完全燃烧？ 【答案】 标准燃烧热是101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热。1 g物质完全燃烧的反应热叫作该物质的热值。完全燃烧指反应生成稳定的物质，即氮元素转化为N2(g)，硫元素转化为SO2(g)，碳元素转化为CO2(g)，氢元素转化为H2O(l)。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 什么是标准燃烧热、热值？如何理解完全燃烧？ 【答案】 标准燃烧热是101 kPa时，1 mol物质完全燃烧的反应热。1 g物质完全燃烧的反应热叫作该物质的热值。完全燃烧指反应生成稳定的物质，即氮元素转化为N2(g)，硫元素转化为SO2(g)，碳元素转化为CO2(g)，氢元素转化为H2O(l)。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 标准燃烧热 (1)定义：在101 kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热。 (2)单位：kJ·mol－1。 (3)意义：如25 ℃、101 kPa时，甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1的意义是：101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.31 kJ的热量。 (4)物质完全燃烧指物质中含有的氮元素→N2(g)、氢元素→H2O(l)、碳元素→CO2(g)、硫元素→SO2(g)。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 热值 (1)定义：在101 kPa，1g物质完全燃烧所放出的热量。 (2)单位：kJ·g－1。 (3)热值与标准燃烧热的换算： 如甲烷的热值为55.6kJ·g-1，则甲烷的标准燃烧热为ΔH＝－889.6 kJ·mol－1（或889.6 kJ·mol－1）。 标准燃烧热=热值×M（摩尔质量） 甲烷的标准燃烧热=55.6kJ·g-1×16g·mol－1＝－889.6 kJ·mol－1 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3. 了解常见燃料的标准燃烧热，分析下表数据，氢气和甲烷中，哪种气体的热值较大？一些物质的标准燃烧热(25 ℃) 名称 化学式 ΔH/(kJ/mol) 名称 化学式 ΔH/(kJ/mol) 氢气 H2(g) －285.8 乙烷 C2H6(g) －1 559.8 一氧化碳 CO(g) －283.0 乙烯 C2H4(g) －1 411.0 甲烷 CH4(g) －890.3 乙炔 C2H2(g) －1 299.6 甲醇 CH3OH(l) －726.5 蔗糖 C12H22O11(s) －5 640.9 乙醇 C2H5OH(l) －1 366.8 苯 C6H6(l) －3 267.5 【答案】 氢气。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 3.表示标准燃烧热的热化学方程式的书写 由于标准燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1，以此来配平热化学方程式，其余物质的化学计量数常出现分数。 表示氢气标准燃烧热的热化学方程式为： 表示乙炔标准燃烧热的热化学方程式为： H2(g)＋1/2 O2(g)=H2O(l)  ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1 C2H2(g)＋5/2 O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)　 ΔH＝－1 299.6 kJ·mol－1 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 4. 已知下列热化学方程式： (2) C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol； (3) 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol； C和H2的燃烧热分别为多少？ 【答案】 C的燃烧热为393.5 kJ/mol，H2的燃烧热为285.8 kJ/mol。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 5. 已知：一些物质的燃烧热(25 ℃、101 kPa)如下表所示。 物质 甲烷[CH4(g)] 乙炔[C2H2(g)] 乙醇[C2H5OH(l)] 葡萄糖[C6H12O6(s)] ΔH/(kJ/mol) －890.3 －1 299.6 －1 366.8 －2 803 (1) 请分别写出乙炔、葡萄糖燃烧的热化学方程式。 C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－2 803 kJ/mol 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 (2) 参照上题及本题的信息，比较等质量的 C、H2及CH4分别完全燃烧后，哪一种放出热量最多？ 【答案】 氢气。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 新能源应该具有哪些特点？为什么？ 【答案】 新能源应具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点，只有这样才能实现人类社会绿色、生态化、可持续的发展。 2. 哪些能源属于新能源？ 【答案】 太阳能、氢能、风能、地热能、潮汐能和生物质能等。 活动五：了解新能源的特点 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 活动六：燃料的选择和能源的利用 【交流与讨论】将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为：C＋H2O=CO＋H2 ，已知： 甲同学根据1 mol CO(g)和1 mol H2(g) 燃烧放出的热的总和比1 mol C(s) 燃烧放出的热多，认为：“煤炭燃烧时加少量的水，可以使煤炭燃烧放出更多的热。” 乙同学根据盖斯定律作出了上述右图的循环图：乙同学认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热与直接燃烧煤放出的热一样多，而将煤转化为水煤气会增加消耗，因此，将煤转化为水煤气得不偿失。” 你认同他们的观点吗？为什么？ 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 78 【分析】由盖斯定律可知，ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 ，即1mol煤炭无论是直接燃烧，还是先转化为水煤气之后再燃烧，两种途径放出的热量是一样的，所以两位同学的观点都是不正确的。整体来讲，将煤转化为水煤气优势较多： 一、环保优势：水煤气燃烧可减少固体颗粒物的排放，避免了煤渣和粉尘污染‌，降低有毒气体生成CO和SO2等的排放‌，煤气化过程中可同步去除硫、氮化合物，减轻酸雨污染‌； 二、燃烧效率提升：水煤气作为气态燃料，与空气接触更充分，燃烧效率可达55-60%，远高于直接燃煤的15-18%，减少能源浪费‌； 三、‌资源化利用‌：水煤气可作为化工原料（如合成甲醇、烯烃），推动煤炭从燃料向原料转型，减少直接燃烧的碳排放‌。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 1. 燃料的选择 (1)人类使用燃料的历史 ①19世纪前50年，多采用木材作为燃料； ②19世纪中期开始，煤的使用量逐渐上升； ③20世纪中期，石油、天然气的使用量占绝对优势。 (2)燃料的选择 ①不仅取决于其热值大小，还与燃料的稳定性、来源、价格、运输、对环境的影响、使用的安全性等多方面因素有关，应加以综合考虑。 ②在这些因素中，保护环境必须放在首位。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 能源的利用 （1）概念：能源是指能提供能量的自然资源。 （2）分类： 分类依据 能源类型 举例说明 能否再生 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等 不可再生能源 化石能源（煤、石油、天然气）、核燃料等 获取方式‌和‌加工转换过程‌ 一次能源（直接取自自然） 原煤、原油、天然气、太阳能、风能等‌ 二次能源（由一次能源加工转换） 电力、煤气、汽油、柴油、氢能等‌ 使用普及程度‌和‌开发时间‌ 常规能源 煤炭、石油、天然气、水力资源等 新型能源 太阳能、风能、地热能、生物质能、氢能、潮汐能等 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 2. 能源利用 ✿ 构建清洁低碳、安全高效的能源体系。 ✿ 降低能耗 ✿ 新能源的开发 太阳能、氢能、风能、地热能、海洋 能和生物质能是最有希望的新能源。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 全球十大发电国中，中国以绝对优势位居榜首，其发电量远超位居第二的美国，甚至超过后者的两倍。与此同时，中国也超越了位居第三的印度，领先优势更为明显，甚至超过了世界第二至第六位的总和。中国拥有发达的工业制造业，为全国人民的生活用电提供了坚实保障。高效电网覆盖全国，同时，在清洁能源领域也取得了世界领先地位。这些都彰显了中国在发电领域的实力与地位。 2024全球十大发电国 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 我国的能源转型 2024年，我国电力供应安全稳定，消费实现平稳较快增长，供需总体保持平衡，且电力绿色低碳转型取得显著进展。截至年底，全国发电装机容量达33.5亿千瓦，同比增长14.6%，其中新能源发电装机首次超越火电，达到14.5亿千瓦，风电和太阳能发电累计装机更是提前六年完成12亿千瓦目标，彰显我国在能源转型上的坚实步伐。 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 能源的充分利用 标准燃烧热和热值 燃料的选择和能源的利用 定义 单位 意义 使用燃料的历史 燃料的选择标准 能源的分类和利用 理·核心要点 热化学方程式的书写 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 同学们，再见！ 第1页 高二上学期 · 高中化学选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 Lavf58.12.100 NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－226.7 kJ/mol 热容：设有一质量为m的物质，在某一过程中吸收(或放出)热量ΔQ时，温度升高(或降低)ΔT，则 称为物质在此过程中的热容量(简称热容)，用C表示，即C＝。用热容除以质量，即得比热容c＝＝。 T3－ Lavf57.83.100 － kJ/mol ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ/mol 请运用盖斯定律计算反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的焓变ΔH3。 (1) H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1　　 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2 (4) H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 (1) C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol； (4) H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol。 【答案】 C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 299.6 kJ/mol $