化學反應與能量轉化第一章1.1化學反應的熱效應章節脈絡能源化學反應的內能變化與焓變化學反應的反應熱第一章化學反應與能量轉化1.2化學能轉化為電能——電池1.1化學反應的熱效應1.3電能轉化為化學能——電解1.4金屬的腐蝕與防護蓋斯定律化學反應的反應熱化學反應的內能變化與焓變核心素養目標1.宏觀辨識與微觀探析能從物質具有的能量、化學鍵的斷裂和形成等角度了解放熱反應和吸熱反應。能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解釋生活中的現象。2.證據推理與模型認知能從宏觀和微觀結合上收集證據,分析化學變化中能量吸收或釋放的原因。3.科學探究與創新意識聚焦化學反應熱效應的定量測量及能源應用，嘗試對反應條件）、能量轉化路徑進行創新改進，結合學科前沿激發探究精神與實踐創新能力。學習重難點重點：1.深入理解反應熱的概念，精準區分放熱反應與吸熱反應，熟知常見的放熱、吸熱反應類型。2.全面掌握化學反應的內能變化?U與焓變?H的概念，牢記?U=Q+W、?H=H(反應產物)-H(反應物)等表達式及物理意義，準確理解恒壓條件下焓變與反應熱的關系。難點：1.對于涉及多種能量變化形式（如伴隨做功、熱傳遞等）的復雜化學反應，綜合考慮各因素對反應熱的影響，準確判斷內能變化與焓變。課前導入鋁粉與鐵的氧化物的反應（放熱）氯化銨與氫氧化鈣的反應（吸熱）在生產和生活中，人們廣泛利用著化學反應釋放的熱能。為了有效地利用一些化學反應釋放的熱能或通過提供熱能來維持有關化學反應的正常進行，人們必須定量地了解化學反應釋放或吸收的熱能。應如何定量地描述一個化學反應釋放或吸收的熱能呢？用什么方法可以準確地測量一個化學反應釋放或吸收的熱量呢？化學反應的反應熱PART01化學反應的反應熱反應熱概念符號通常用Q表示Q>0，表示反應吸熱Q<0，表示反應放熱化學上規定：當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱反應熱。反應前后體系的溫度相等(1)任何化學反應都有反應熱。(2)物理變化中的能量變化不是反應熱。如物質的三態變化、物質的溶解等。(3)反應放熱或吸熱與反應條件無關?；瘜W反應的反應熱體系和環境人為劃定的研究對象（物質系統）稱為體系，體系以外的其他部分稱為環境。以鹽酸與NaOH溶液的反應為例，分析如下：環境：體系以外的其他部分，如試管、空氣等體系（物質系統）反應物：NaOH溶液、鹽酸發生的反應：NaOH+HCl=NaCl+H?O反應產物：NaCl、H?O化學反應的反應熱反應熱的測定反應熱數值的獲得方法

反應熱的數值可以通過實驗測得，也可以通過理論計算求得。反應熱測定的儀器和方法

用于測定反應熱的儀器——量熱計如圖所示為簡易量熱計示意圖外筒：起保溫作用攪拌器：使反應物迅速混合，使反應充分進行，保持體系的溫度均勻內筒：反應容器反應物溫度計：測量反應前后溶液的溫度化學反應的反應熱將反應物加入內筒并攪拌使之迅速反應，測量反應前后溶液溫度的變化值。測定方法計算公式Q=-C(T2-T1)

式中：C表示溶液及量熱計的熱容；T1、T2分別表示反應前和反應后體系的溫度。減少熱量散失化學反應的反應熱(1)熱力學溫度(T)與攝氏溫度(t)之間的關系為T(K)=t(℃)+273.15。(2)熱容(C)與比熱容(c)的關系：比熱容=。由此可知Q=-C(T2-T1)=-mc(T2-T1)。簡稱比熱，單位為kJ·K-1·kg-1

(3)常溫下，液態水的比熱為4.18kJ·K-1·kg-1。單位為J·K-1簡稱比熱，單位為kJ·K-1·kg-1化學反應的反應熱實驗探究——測定中和反應的反應熱利用簡易量熱計按照以下步驟可測得室溫下中和反應的反應熱。1.向量熱計內筒中加入1.0?mol·L-1的鹽酸100?mL，蓋上杯蓋，插入溫度計，勻速攪拌后記錄初始溫度T1。2.向250?mL的燒杯中加入1.0?mol·L-1的NaOH溶液100?mL，調節其溫度，使之與量熱計中鹽酸的溫度相同。3.快速地將燒杯中的堿液倒入量熱計中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系達到的最高溫度T2。4.近似認為溶液的比熱等于水的比熱，根據溶液溫度升高的數值計算此中和反應的反應熱。化學反應的反應熱化學反應的反應熱在上述實驗中，參加反應的物質都是強酸或強堿，它們在水中是完全電離的，因此從本質上來說，它們之間所發生的都是溶液中的H+和OH-結合生成水的反應。由于上述三個實驗中所用溶液的體積是相同的，溶液中H+和OH-的濃度也是相同的，反應又都在室溫下進行，因此這三個反應的反應熱也是相同的。化學反應的內能變化與焓變PART02化學反應的內能變化與焓變含義符號

影響因素化學反應的內能變化內能體系內物質所含各種微觀粒子的能量總和U物質的種類、數量及聚集狀態體系的溫度和壓強微觀粒子的能量包括分子的平動、轉動、振動，電子運動，原子核運動等各種形式運動的動能，以及微觀粒子之間相互作用的勢能?；瘜W反應的內能變化與焓變化學反應中內能的變化△U=U(反應產物)-U(反應物)。

化學反應的能量變化與內能的關系

化學反應的能量變化是由反應前后物質所具有的內能不同而引起的。U(反應產物)>U(反應物)，反應吸收能量U(反應產物)<U(反應物)，反應釋放能量化學反應的內能變化與焓變化學反應體系與環境進行能量交換的形式——熱和功除熱能外，體系與環境之間交換的其他形式的能（如電能、光能、機械能等）都稱為功，用符號W表示。體系做功體系沒有做功?U=Q+W?U=QQ>0，反應吸熱；Q<0，反應放熱；W>0，環境對體系做功；W<0，體系對環境做功化學反應的內能變化與焓變化學反應的焓變焓變與放熱反應、吸熱反應的關系對于一個化學反應，反應產物的焓與反應物的焓之差稱為反應焓變，符號是?H。概念數學表達式?H=H(反應產物)-H(反應物)常用單位kJ/mol（或kJ·mol-1）焓變與反應熱的關系在等壓條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓變，即Qp=?H，如敞口容器中進行的化學反應?；瘜W反應的內能變化與焓變反應類型放熱反應吸熱反應圖像焓變（?H）?H<0，反應體系向環境中放熱?H>0，反應體系向環境中吸熱釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應化學反應的內能變化與焓變?H的計算方法

?H=反應產物的總能量-反應物的總能量。?H=反應物中的化學鍵斷裂吸收的總能量-反應產物中的化學鍵形成釋放的總能量。

關鍵是正確判斷出每種物質中存在的化學鍵的種類和個數H?=?U?+?pV式中：U為內能，p為壓強，V為體積。化學反應的內能變化與焓變把一個化學反應中物質的變化和反應的焓變同時表示出

來的化學方程式稱為熱化學方程式。熱化學方程式定義意義熱化學方程式既表明了化學反應中的物質變化，又表明了化學反應中的能量變化。物質變化能量變化缺一不可化學反應的內能變化與焓變書寫熱化學方程式的方法

寫出符合質量守恒定律的化學方程式

注明物質的聚集狀態熱化學方程式中各物質化學式前的系數只表示物質的量。因此，它可以用整數或分數表示。書寫熱化學方程式時必須注明各物質的聚集狀態，因為物質發生狀態變化時也伴隨著能量的變化。一般用英文字母g、l和s分別表示氣態、液態和固態，水溶液中的溶質則用aq表示。氣體反應物和難溶反應物不能標“↑”“↓”

化學反應的內能變化與焓變用?H表示化學反應的焓變

注明反應的溫度和壓強

放熱反應的?H取負值，吸熱反應的?H取正值；?H的單位常用kJ·mol-1；?H應與化學方程式中各物質化學式前的系數對應。因為反應的溫度和壓強不同，其?H也不同。對于298K、101kPa條件下進行的反應，可以不注明?；瘜W式相同的同素異形體除注明聚集狀態外還需注明其名稱(因為結構不同，物質具有的能量不同)，如金剛石應表示為“C(s，金剛石)”?；瘜W反應的內能變化與焓變化學方程式熱化學方程式系數只能是整數，表示微粒的個數及物質的物質的量既可以是整數，也可以是分數，只表示各物質的物質的量聚集狀態不需要注明必須在化學式后注明“↑”“↓”需要注明不需要注明反應條件需要注明不用注明除溫度和壓強之外的其他反應條件，如“加熱”“高溫”等?H無有，注明正負號及單位意義表明了化學反應中的物質變化既表明了化學反應中的物質變化，又表明了化學反應中的能量變化課堂小結化學反應的內能變化與焓變化學反應的反應熱反應熱反應熱的測定測定中和反應的反應熱實驗化學反應的內能變化化學反應的焓變熱化學方程式隨堂訓練1.下列說法正確的是（

）A.在化學反應中發生物質變化的同時，一定發生能量變化B.Q>0表示放熱反應，Q<0表示吸熱反應C.反應熱是1mol物質參加反應時的能量變化D.體系的溫度升高一定是放熱反應造成的，體系的溫度降低一定是吸熱反應造成的A隨堂訓練2.下列有關敘述正確的是（

）A.測定中和反應的反應熱時，為了使反應均勻進行，可以向酸（堿）溶液中分幾次加入堿（酸）溶液B.若用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液分別與50mL0.50mol·L-1

鹽酸和50mL0.50mol·L-1H2SO4溶液充分反應，測得的兩反應的反應熱不相等C.測定中和反應的反應熱時，可以用稀硫酸與稀NaOH溶液反應D.為了簡化裝置，中和反應的反應熱測定實驗中的攪拌器可以用溫度計代替C隨堂訓練3.下列說法不正確的是（

）A.反應產物的總能量大于反應物的總能量時，?H>0B.反應放熱時?H<0，反應吸熱時?H>0C.任何條件下，化學反應的焓變都等于化學反應的反應熱D.在一定條件下，某化學反應是吸熱反應還是放熱反應，由反應產物的總焓與反應物的總焓之差決定C隨堂訓練4.已知：H2