第1章 第1节 第2课时 化学反应的内能变化与焓变-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参（人教版·不定项）

本高中化学讲义聚焦化学反应的内能变化与焓变核心知识点，先通过ΔU=Q+W梳理内能变化与反应热、功的关系，再衔接等压条件下焓变（ΔH）与反应热的关联，最后落脚热化学方程式的书写规则与意义，构建从概念到应用的递进式学习支架。 该资料通过表格对比吸热与放热反应的内能、焓变特点，结合判断题辨析易混点，强化学生的化学观念。例题融入图像分析与可逆反应情境，培养科学思维中的证据推理能力。课中辅助教师突破焓变与反应热关系的教学难点，课后练习题覆盖不同物质状态、反应类型，助力学生巩固热化学方程式书写等技能，有效查漏补缺。

第2课时　化学反应的内能变化与焓变 【学习目标】　1.理解内能、焓、焓变的含义及表示方法。　2.掌握热化学方程式的书写方法和意义。 知识点一　化学反应的内能变化 1．内能 2．化学反应能量变化的原因：反应前后物质所具有的内能不同。 3．化学反应中内能的变化 (1)ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)＝Q(反应热)＋W(功)。如果反应过程中体系没有做功，则ΔU＝Q。 U(反应产物)＞U(反应物) Q＞0 反应吸热 U(反应产物)＜U(反应物) Q＜0 反应放热 (2)反应体系与环境之间的能量交换形式——热和功。 体系做功 体系没有做功 ΔU＝Q＋W ΔU＝Q W>0，环境对体系做功；W<0，体系对环境做功 4.吸热反应和放热反应中内能变化特点 吸热反应 Q>0，ΔU>0，体系的内能增加 放热反应 Q<0，ΔU<0，体系的内能减少 (1)化学反应产生反应热的原因是反应前后体系的内能发生变化(　　) (2)化学反应体系与环境进行能量交换的形式只有热能(　　) (3)体系与环境之间的能量交换有两种形式：热和功(　　) (4)等压条件下，反应热一定等于反应体系内能的变化(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)× 1．下列关于内能和内能变化的叙述正确的是(　　) A．内能是体系内物质所含的能量总和 B．内能的大小只与物质的种类、数量及聚集状态有关 C．物质的内能可以通过实验测定 D．内能变化就是反应热 解析：选A。内能是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和，一切物体都有内能，故A正确；内能的大小除了与物质的种类、数量及聚集状态有关外，还与体系的温度、压强有关，故B错误；物质的内能无法直接获得，可以通过反应热和反应过程中体系做的功计算出反应体系内能的变化值，故C错误；反应过程中体系没有做功时，化学反应的反应热等于化学反应前后体系内能的变化，故D错误。 2．在恒温恒容的密闭体系中，H2(g)与I2(g)反应生成HI(g)，该反应体系的内能变化如右图所示(没做电功等)。回答下列问题： (1)该反应体系的ΔU______(填“>”“<”或“＝”，下同)0。 (2)W________0。 (3)该反应体系的反应热Q＝________。 (4)下列关于该反应的叙述正确的是________(填序号)。 ①反应物的总能量比反应产物的总能量高13 kJ ②断裂反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键释放的能量 ③该反应不需要提供能量就能发生反应 ④反应开始前体系的内能等于反应物化学键中储存的总能量 答案：(1)<　 (2)＝　 (3)－13 kJ·mol-1　 (4)①② 知识点二　化学反应的焓变 1．焓与反应焓变 (1)焓 (2)反应焓变 2．反应焓变与反应热的关系 (1)在等压反应中，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Qp＝ΔH。 (2)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系 ①宏观解释 ②微观解释 ΔH＝反应物总键能－反应产物总键能。 (1)若反应的焓变小于零，则反应产物的总焓大于反应物的总焓(　　) (2)相同质量的同种物质，在不同状态下的焓是相同的(　　) (3)化学反应的反应热就是该反应的焓变(　　) (4)化学反应的焓变就是反应物总焓和反应产物总焓的差值(　　) (5)焓(H)只有正值，而焓变(ΔH)有正负之分，可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 1．下列叙述正确的是(　　) A．在等压条件下进行的反应，其反应热等于反应的焓变 B．焓只与物质的种类、数量以及聚集状态有关 C．在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓可能相同 D．H的单位为kJ·mol-1 解析：选A。焓除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外，还与体系的温度、压强有关，B项错误；化学反应一定伴随能量变化，所以反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同，C项错误；H的单位为kJ，ΔH的单位为kJ·mol-1，D项错误。 2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　) A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH>0时反应放热，ΔH<0时反应吸热 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如下图所示的化学反应为放热反应，ΔH的符号为“－” 解析：选D。A项，ΔH表示每摩尔反应的热效应，与反应物的用量无关，错误；B项，ΔH＞0时反应吸热，ΔH<0时反应放热，错误；C项，焓变有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于反应产物的总焓，因此该反应为放热反应，ΔH的符号为“－”，正确。 3．(2026·德州高二月考)某化学反应的能量变化如右图所示，下列说法正确的是(　　) A．ΔH＝E1－E2 B．该反应为放热反应 C．该图可以表示铝热反应的能量变化 D．反应物的总能量比反应产物的总能量高 解析：选A。由题图可知，ΔH＝E1－E2>0，则该反应为吸热反应，A正确，B错误；该反应为吸热反应，而铝热反应为放热反应，C错误；由题图可知，反应物的总能量比反应产物的总能量低，D错误。 知识点三　热化学方程式 1．概念及意义 (1)概念：把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的式子。 (2)意义：不仅表明了化学反应中物质的变化，还表明了能量的变化。 (3)举例：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH(298 K)＝－285.8 kJ·mol-1，表示在298 K时，1_mol_H2(g)和_mol_O2(g)完全反应生成1 mol H2O(l)放出285.8 kJ热量。 (4)热化学方程式括号中英文字母的含义：s表示固态、l表示液态、g表示气态、aq表示物质为水溶液中的溶质。 2．书写方法 　判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。 (1)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1(　　) (2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ(　　) (3)已知N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1，则NH3(g)⥫⥬N2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋46 kJ·mol-1(　　) (4)2 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气时，吸收181.4 kJ的热量，则HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)　ΔH＝－90.7 kJ·mol-1(　　) 答案：(1)×　未标明物质的聚集状态 (2)×　单位应为kJ·mol-1 (3)√ (4)×　该反应吸热，ΔH应为“＋”值 　 热化学方程式正误判断的方法 1．(2026·三亚高二月考)碳单质可与水反应制取水煤气，热化学方程式是C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol-1，该热化学方程式的含义为(　　) A．碳与水反应吸收131.3 kJ的热量 B．1 mol碳和1 mol水反应吸收131.3 kJ的热量 C．固态碳和气态水各1 mol反应，放出131.3 kJ的热量 D．固态碳与水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收131.3 kJ的热量 解析：选D。碳与水反应吸收131.3 kJ的热量，未指明物质的量和聚集状态，A项错误；1 mol碳和1 mol水反应吸收131.3 kJ的热量，未指明物质聚集状态，B项错误；ΔH>0，反应是吸热反应，固态碳和气态水各1 mol反应，吸收131.3 kJ的热量，C项错误。 2．（双选）根据碘与氢气反应的热化学方程式： ①I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)　ΔH＝－9.48　kJ·mol-1 ②I2(s)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)　ΔH＝＋26.48　kJ·mol-1 下列判断正确的是(　　) A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ　 B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ C．4 mol HI(g)分解为I2(g)和H2(g)吸收9.48 kJ能量 D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低 解析：选BD。A项，该反应是可逆反应，不能进行完全，所以放出的热量小于9.48 kJ，错误；B项，1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差26.48 kJ－(－9.48 kJ)＝35.96 kJ，正确；C项，4 mol HI(g)分解为I2(g)和H2(g)吸收的能量为9.48 kJ×2＝18.96 kJ，错误；D项，等量的同一物质，固态物质的能量比气态物质的能量低，反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低，正确。 3．写出下列反应的热化学方程式。 (1)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：____________________________________________________________ ____________________________________________________。 (2)25 ℃、101 kPa下，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐和1 mol H2O(l)时，放出57.3 kJ热量：______________________________ __________________________________________________________________________________。 (3)SO2(g)与O2(g)在400～500 ℃、V2O5催化下反应生成1 mol SO3(g)，放出99 kJ的热量：________________________________________ ___________________。 (4)32 g Cu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出78.5 kJ的热量：____________________________________________________ ____________________________________________________。 (5)3.2 g液态CH3OH完全燃烧，生成液态水和CO2气体放出72.58 kJ的热量：____________________________________________________ ____________________________________________________。 答案：(1)NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－226.7 kJ·mol-1 (2)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1 (3)SO2(g)＋O2(g)⥫⥬SO3(g)　ΔH＝－99 kJ·mol-1 (4)Cu(s)＋O2(g)===CuO(s)　ΔH＝－157 kJ·mol-1 (5)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.8 kJ·mol-1 　 (1)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。 (2)热化学方程式中的物质必须注明聚集状态，不用标“↑”“↓”，也不用标明反应条件(如加热、高温、催化剂等)，而写发生反应时的温度和压强。 (3)ΔH的单位为kJ·mol-1，注意“＋”“－”且与化学方程式一一对应。 1．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol-1，下列关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH的说法正确的是(　　) A．热化学方程式中的化学计量数表示分子数 B．该反应的ΔH大于零 C．该反应的ΔH＝－571.6 kJ·mol-1 D．该反应可表示36 g水分解时的热效应 解析：选B。热化学方程式中化学计量数表示物质的量，A项不正确；在书写热化学方程式时，若反应物和反应产物对换，则ΔH的符号相反，数值不变，B项正确，C项不正确；未注明水为液态，D项不正确。 2．在相同温度和压强下，2 mol 氢气和1 mol氧气，分别以点燃(反应①)和氢氧燃料电池(反应②)两种不同的方式反应生成2 mol液态水。下列说法正确的是(　　) A．反应的焓变：①>② B．体系内能变化：①<② C．放出的热量：①>② D．反应的焓变无法比较 解析：选C。焓变的大小与反应物和反应产物总能量的相对大小有关，反应①和反应②的反应物和反应产物相同，反应物总能量和反应产物总能量相同，故反应的焓变和体系内能变化均为①＝②；反应①的主要能量转化形式为化学能转化为热能，反应②的主要能量转化形式为化学能转化为电能，故反应放出的热量①>②。 3．(2026·滨州高二月考)下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·mol-1 C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol-1 D.CO2＋4H2===CH4＋2H2O　ΔH＝－252.9 kJ·mol-1　 解析：选C。A项中热化学方程式中反应热缺少单位；B项中酸碱中和反应为放热反应，ΔH<0；D项中未注明各物质的聚集状态，不符合热化学方程式的书写要求。 4．（双选）图像可更直观地表现化学变化中的物质变化和能量变化。下列判断错误的是(　　) A．图甲所示反应为放热反应，且ΔH＝Ea－Ea′ B．若已知石墨比金刚石稳定，则C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＜0 C．图乙所示反应的ΔH＝－180 kJ·mol-1 D．若2A(g)⥫⥬B(g)　ΔH＜0，则物质能量高低如图丙所示 解析：选BC。由题图甲可知，反应物的总能量大于反应产物的总能量，该反应为放热反应，ΔH＜0，且ΔH＝Ea－Ea′，A项正确；能量越低越稳定，由于石墨比金刚石稳定，因此石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，即ΔH＞0，B项错误；由题图乙可知，反应为吸热反应，ΔH＝＋180 kJ·mol-1，C项错误；由2A(g)⥫⥬B(g)　ΔH＜0可知，由A生成B的反应均为放热反应，即2A(g)的能量高于B(g)的能量，气态B的能量高于液态B的能量，D项正确。 5．写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36 kJ热量：____________________________________________________。 (2)298 K时，1 mol CO完全燃烧生成CO2气体，放出283.0 kJ的热量：____________________________________________________ ____________________________________________________。 (3)298 K时，1 mol N2与适量的O2完全反应生成NO，吸收180 kJ热量，反应的热化学方程式为_______________________________________ __________________________________________________________。 (4)298 K时，0.3 mol乙硼烷(分子式为B2H6)气体在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 的热量：_________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－299.52 kJ·mol-1 (2)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 (3)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol-1 (4)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol-1 学科网（北京）股份有限公司 $