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1.1.1化学反应的焓变
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。
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。
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
1. 阅读教材，了解什么是内能，内能受哪些因素影响？
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？
3. 焓(H)是与内能有关的物理量，物体焓的变化量称为什么？用什么符号表示？
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？
活动二：了解吸热反应与放热反应
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)。
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？
活动三：学习焓变与吸热反应和放热反应的关系
1. 阅读教材，什么是反应热？什么是焓变？焓变的单位是什么？
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？
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
4. 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。
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ/mol
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.8 kJ/mol
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？
(2) 焓变与化学方程式的化学计量数有什么关系？
(3) 一个反应的焓变与其逆反应的焓变之间有什么关系？
(4) 上述反应呈现的方程式与普通的化学方程式有什么不同？
活动四：探讨热化学方程式的书写注意点
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？
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？
3. 热化学方程式中化学式前面的计量数表示什么？
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
5. 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：
__________________________________________________________________。
活动五：学习反应热的计算、热化学方程式的书写
25 ℃、101 kPa时，1 g甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出55.64 kJ的热，写出该反应的热化学方程式。
解：甲烷燃烧的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O。
设1 mol甲烷完全燃烧放出的热为x，则有
＝，
解得x≈890.2 kJ。
则该反应的热化学方程式为
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.2 kJ/mol。
答：甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式为
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.2 kJ/mol。
活动六：探讨化学反应过程中为什么会有能量变化
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。
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？
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)。
活动七：三大营养物质
1. 人体生命活动能量主要依靠哪些营养物质提供？
2. 淀粉等多糖进入人体之后，如何为人体提供能量？
3. 为什么人体中储存的糖类很少？
1. [2025南通如东期中]冷敷袋俗称冰袋，在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等多种用途。下列不是常见冷敷袋所盛装的主要物质的是(　　)
A. 硝酸铵＋水 B. 硝酸铵＋水合碳酸钠
C. 冰 D. KOH溶液＋柠檬酸
2. 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)
选项 A B C D
反应装置 或图像
实验现象或 图像信息 温度计的水银柱不断上升 反应物总能量大于生成物总能量 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 反应开始后，针筒活塞向右移动
3. 热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol表示(　　)
A. 碳和水反应吸收131.3 kJ的热量
B. 1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ热量
C. 1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJ
D. 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收热量131.3 kJ
4. 已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　 ΔH＝－184.6 kJ/mol，则H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH为(　　)
A. ＋184.6 kJ/mol B. －92.3 kJ/mol
C. －369.2 kJ/mol D. ＋92.3 kJ/mol
5. 研究表明，化学反应中能量变化的本质是化学键的形成和断裂过程中会释放和吸收能量。如图表示反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化，下列有关说法错误的是(　　)
A. 图中的①是指吸收能量，②是指放出能量
B. 图示说明2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是吸热反应
C. 图示说明化学键的形成与断裂是化学反应中发生能量变化的主要原因
D. ③中a为484
6. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下：
下列说法错误的是(　　)
A. 生成CH3COOH的总反应是化合反应
B. ①→②过程形成了C—C
C. CH4→CH3COOH过程中，没有C—H发生断裂
D. ①→②放出能量
7. [人教版教材习题]依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1) 1 mol Cu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3 kJ的热量：
__________________________________________________________________。
(2) 1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 411.0 kJ的热量：
__________________________________________________________________。
(3) 1 mol C(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5 kJ的热量：
__________________________________________________________________。
8. [2025连云港新海高中月考]化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多种途径。
(1) 下列反应中，属于吸热反应的是________(填字母)。
A. 钠与水反应 B. 甲烷的燃烧反应
C. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 D. CO2与焦炭反应
(2) 下表列出了3种化学键的键能：
化学键 H—H I—I H—I
键能/(kJ/mol) 436 151 299
则H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝________kJ/mol。
【活动方案】
活动一：
1. 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. 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。
3. 焓变；ΔH。
4. 取决于化学反应中反应物的转化量。
活动二：
略
活动三：
1. 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。
2. 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。
3. 吸热　>　放热　<
4. (1) 放热反应的焓变小于0，吸热反应的焓变大于0。　(2) 化学计量数和焓变可以同时增大或减小相同倍数。　(3) 数值相等，符号相反。　(4) 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。
活动四：
1. 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，水溶液用“aq”表示。
2. 有关。表示是25 ℃(即298 K)、101 kPa条件下的焓变。
3. 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。
4.
化学方程式 热化学方程式
化学 计量数 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
状态标注 不需要标明 必须在化学式后标明
焓变标注 无 必须标明
意义 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
遵循定律 质量守恒定律 质量守恒定律和能量守恒定律
5. (1) C(s，石墨)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ/mol
(2) NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－226.7 kJ/mol
活动六：
1. 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
2. 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。
3. －75
活动七：
1. 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，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。
3. 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。
【课堂反馈】
1. D　冷敷袋作用是产生制冷效果，KOH溶液与柠檬酸会发生中和反应，反应放热，D符合题意。
2. D　稀硫酸与锌粒反应后生成H2，能够推动针筒活塞向右移动，不能确定该反应是否为放热反应，故选D。
3. C　依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ/mol，该热化学方程式表示：1 mol 固态碳和1 mol水蒸气反应生成 1 mol 一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJ，特别要指明水的状态，故选C。
4. B　H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ/mol表示1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g) 完全反应生成2 mol HCl(g)时放出184.6 kJ能量，则 mol H2(g)和 mol Cl2(g)完全反应生成 1 mol HCl(g)时放出92.3 kJ能量，反应H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH＝－92.3 kJ/mol，故选B。
5. B　断键吸收能量，成键释放能量，A正确；由题图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，B错误；a＝1 852－1 368＝484，D正确。
6. C　据图可知，甲烷和二氧化碳反应生成乙酸，总反应的原子利用率为100%，所以总反应是化合反应，A正确；据图可知，①→②的过程有C—C形成，B正确；由图中变化可知，甲烷在催化剂作用下经过选择性活化，在催化剂表面形成CH3和H，C—H发生断裂，C错误；据图可知，①→②的过程中放出能量，D正确。
7. (1) Cu(s)＋O2(g)===CuO(s)　ΔH＝－157.3 kJ/mol　或2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH＝－314.6 kJ/mol
(2) C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411.0 kJ/mol
(3) C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ/mol
8. (1) CD　(2) －11
解析：(2) 断裂旧化学键需要吸收热量，形成新化学键会释放热量，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(＋436＋151－2×299) kJ/mol＝－11 kJ/mol。

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