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（人教版选修4）第一章《化学与能量》教学设计第一节《化学反应与能量变化》（第一课时：焓变反应热）本章包含“化学反应与能量的变化”、“燃烧热能源”以及“化学反应热的计算”三节内容，属于热化学基础知识。
热化学是研究化学反应热现象的一种科学，曾为建立热力学第一定律（能量守恒和转换定律）提供了实验依据，反之，它又是热力学第一定律在化学反应中的一种具体应用。
它主要解决各种热效应的测量和计算问题。
在必修2中，学生初步的学习了化学能以及热能的知识，对于化学键以及化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高。
1molH2与1molCl2反应的反应热的推导是本节教学的一个关键。
可以采用电化教学的手段，利用多媒体软件进行形象化的教学，也可以利用教材中的图示分析化学反应前后反应物和生成物中化学键的断裂和生成情况，并与反应物的总能量、生成物的总能量及能量差联系起来，从而使学生理解△H的涵义及与放热反应、吸热反应的关系。
探讨化学反应放热、吸热本质之时，要强调三点：①化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同；②反应中能量守恒；③反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热，如果两者能量比较接近，则放热和吸热不明显。
可采用对比的方法，说明化学方程式与热化学方程式的联系与区别，使学生理解书写热化学方程式时，为什么要注明物质的聚集状态、ΔH的“＋”与“－”以及为什么各物质前的化学计量数可以用分数等，使学生在理解的基础上正确书写热化学方程式。
重视对学生分析推理能力的培养以及热化学方程式书写技能的训练，注意热化学方程式书写的规范化。
金属氧化物的还原反应等。
【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热？为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的”？【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的？【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的？能否从微观的角度解释能量变化的原因？【回答】水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量。
《化学反应与能量》导学案第一节化学与能量的变化（第一课时：焓变反应热）【核心素养发展目标】1.学会辨识化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；学会从宏观和微观的角度了解化学反应中能量变化的本质，正确掌握和判断放热反应和吸热反应。
2.了解化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少是决定于反应物以及生成物的质量；3.正确掌握反应热和焓变的含义。
4.了解热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式【学习重点】：化学反应中的能量变化；对△H的“+”与“-”的理解。
【学习难点】：热化学方程式正误判断及书写【自主学习】旧知回顾：1.化学反应的本质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中__旧化学键的断裂_和生成物中__新化学键的形成_。
2．物质中的原子之间是通过___化学键_____结合的。
断开反应物中的化学键要__吸收_能量，形成生成物中的化学键要__放出_能量。
3．断开或形成1 mol H2中化学键的能量变化(1)在1 mol氢分子中，含有__2__ mol氢原子，含有__1_ mol H—H键。
(2)已知在25 ℃和101 kPa的条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，___放出__436 kJ的能量。
若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是__吸收__的能量。
4.在CH4中，断开1 mol C—H键要__吸收_415 kJ的能量。
若要形成1 mol CH4中的C—H 键，其能量变化是1 660 kJ的能量。
新知预习：1.化学反应与能量变化的关系：任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 相 等的，在产生新物质的同时总是伴随着 能量 的变化。
即在一个化学反应中，同时遵守 质量守恒 和 能量守恒 两个基本定律。
2.化学反应中能量变化形式：化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以 热 和 功 的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为 热量 的变化。
同步导学提分教程：2020年高二化学人教选修4——焓变反应热【自主导学】一、焓变反应热．焓与焓变1□01：与(H) 内能有关的物理量。
(1)焓□02：生成物与反应物的ΔH)(2)焓变(焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。
2．反应热□03概念：化学反应过程中所(1)放出或吸收的能量。
□04与焓变的关系：(2)恒压条件下的反应热等于焓变。
□051－单位：(3)。
·kJmol二、化学反应过程中能量变化的原因1．微观角度(1)化学反应的本质：(2)以H(g)＋Cl 反应的能量变化为例：(g)===2HCl(g)22．．宏观角度2．1．化学反应都伴随能量变化吗？提示：所有化学反应都伴随着能量变化，因为旧化学键断裂所吸收的能量和新化学键形成所放出的能量不可能完全相同。
2．从微观和宏观两个角度怎样理解H(g)＋Cl(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 22－1中的“183 kJ·mol”？kJ提示：从微观上看，断裂1 mol氢氢键和1 mol氯氯键所吸收的能量比形成2 mol氢氯键释放的能量少183 kJ。
从宏观上看1 mol H(g)和1 mol Cl(g)所22具有的总能量比2 mol HCl(g)所具有的总能量多183 kJ。
3．H(g)和Cl(g)在光照条件下也可以发生上述反应，那么该反应的ΔH是22否发生变化？－1；因为化学反应的焓变与kJ183 ·mol仍为－提示：焓变不发生变化，ΔH反应条件无关。
二、化学反应过程中能量变化的原因．放热反应和吸热反应的比较1．2．判断吸热反应、放热反应的依据与误区(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”理论依据：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
计算依据：断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量的相对大小。
(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”误区一：与反应条件有关。
误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。
1-1-1焓变反应热一、选择题1．(2018·试题调研)已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )A．X的焓一定高于MB．Y的焓一定高于NC X和Y的总焓一定高于M和N的总焓D．因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生答案：C点拨：放热反应是反应物的总焓大于生成物的总焓的反应。
2．关于化学反应本质的说法正确的是( )A．都有新物质生成B．都有能量变化C．是旧键断裂新键形成的过程D．都需要加热答案：C3．(2018·试题调研)石墨和金钢石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。
已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是( ) A．石墨不如金刚石稳定B．金刚石不如石墨稳定C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量少D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，二者放出的热量相等答案：B点拨：石墨转化成金刚石要吸收能量，说明金刚石含有的能量多，则不稳定，A不确定，B正确；燃烧等量的石墨和金刚石，金刚石放出的能量多。
C、D均不正确。
4．(2018·经典习题选萃)由图分析，有关叙述正确的是( )A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A―→B＋C是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A―→B＋C是吸热反应，B＋C―→A是放热反应答案：D点拨：本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。
根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。
5．下列变化属于吸热反应的是( )①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解⑤生石灰跟水反应A．②④B．①④C．②③D．①④⑤答案：A点拨：常见的吸热反应有分解反应等，所以②④是吸热反应。
③浓硫酸稀释的确放热，但是不属于反应。
6．(2018·经典习题选萃)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )A．铝片与稀硫酸反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应C．灼热的炭与CO2反应D．甲烷在O2中的燃烧反应答案：C点拨：已知属吸热反应的是B和C，但B反应方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为C＋CO22CO，是氧化还原反应。
第一节化学反应与能量的变化
第1课时焓变反应热
1．了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。
2．认识化学反应过程中物质和能量的变化。
3．了解反应热和焓变的含义。
4．知道反应热与反应物、生成物总能量的关系。
(重点)
教材整理1 反应热与焓变
1．反应热
化学反应过程中所吸收或放出的能量都可以用热量来表述，叫做反应热。
2．焓变
(1)定义：生成物与反应物的焓值差即为焓变。
(2)符号：ΔH。
(3)单位：kJ/mol或kJ·mol－1。
3．反应热与焓变的关系
恒压条件下，反应的热效应等于焓变。
教材整理2 化学反应中的能量变化
1．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图
高中化学专题，优选资源
精品化学资料
2
用E(反应物)、E(生成物)分别代表反应物、生成物的总能量；Q(吸)、Q(放)分别代表反应物断键吸收的热量、生成物成键放出的热量。
[思考探究]
已知有下列变化过程：
①浓硫酸溶于水；
②盐酸和氢氧化钠溶液的反应；
③甲烷在空气中燃烧；
④氢气和氯气反应，焓变小于0；
⑤二氧化碳气体与碳共热生成一氧化碳，该反应ΔH>0；。
第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变反应热[学习目标定位] 1.熟知能量转化形式及反应热和焓变的含义、吸热反应和放热反应的本质。
2.学会热化学方程式的书写与应用。
一焓变反应热1.化学反应的基本特征：一是物质发生了变化，二是能量发生了变化。
2.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示：由图可知，1molH2分子中的化学键断裂吸收的能量是436kJ，1molCl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243kJ，2molHCl分子中的化学键形成释放的能量是862kJ，则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183kJ。
3.反应热、焓变的概念(1)反应热是化学反应在一定条件下所释放或吸收的热量，符号是ΔH，单位是kJ·mol－1或kJ/mol。
(2)焓(H)是与内能有关的物理量，焓变(ΔH)是生成物与反应物的焓值差。
4.ΔH的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应是反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应。
由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故ΔH<(填“<”或“>”)0，即ΔH为－(填“＋”或“－”)。
(2)吸热反应是反应完成时，生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量的反应。
由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量升高，故ΔH>(填“<”或“>”)0，即ΔH为＋(填“＋”或“－”)。
5.有下列反应：①氧化钙与水反应②碳酸氢钠受热分解③硫酸与氢氧化钠溶液混合④燃烧煤炭取暖⑤钠与水反应⑥胆矾受热失去结晶水，其中为吸热反应的是②⑥，放热反应的是①③④⑤。
归纳总结1.反应热与焓变的关系2.焓变与物质化学键断裂与形成的关系ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。
3.焓变与反应物、生成物能量的关系ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
1.化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。
教材分析：本课时介绍的是热化学的一些初步知识，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。
再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量讨论反应的能量变化，说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能量之间的关系。
是学习本章的基础。
教学目标知识与技能：1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少取决于反应物和生成物的质量；3、了解反应热和焓变的涵义；4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
过程与方法：培养学生的自学能力、灵活运用知识分析问题的能力及热化学方程式的书写技能训练。
情感态度与价值观：培养理论联系实际的科学态度和保护环境，节约能源的意识。
教学重难点教学重点：反应热的涵义，热化学方程式的书写方法和应用教学难点：△H的“+”与“—”，热化学方程式的书写。
教学过程预习探究（学生用）1、定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。
2、符合：用△H 表示。
3、单位：一般采用 kJ/mol 。
4、可直接测量，测量的仪器叫量热计。
5、反应热产生的原因。
互动课堂【复习引入】高一时曾做过铝片与盐酸、氢氧化钡与氯化铵晶体的反应实验。
在这两个实验当中，能量有哪些变化？为什么？在我们学过的化学反应当中，还有哪些反应伴随着能量变化？请同学们讨论交流以下问题：1、化学反应必定伴有能量变化，化学反应过程中当时放出能量，当时吸收能量。
2、从能量的角度看，断裂化学键要，形成化学键要，一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于。
【教师讲解】通过以上讨论知道，在化学反应中，常伴有能量的变化，现在我们就来学习化学反应中的能量变化。
【板书】第一节化学反应与能量变化一、反应热、焓变【学生阅读】阅读教材相关内容，回答下列问题：1、定义：在化学反应过程中或的热量，通常叫做反应热。
2020年高二化学人教选修4同步导学提分教程：
——焓变反应热
【自主导学】
一、焓变反应热
1．焓与焓变
(1)焓(H)：与□01内能有关的物理量。
(2)焓变(ΔH)：生成物与反应物的□02焓值差，决定了某一化学反应是吸热反应还是放热反应。
2．反应热
(1)概念：化学反应过程中所□03放出或吸收的能量。
(2)与焓变的关系：□04恒压条件下的反应热等于焓变。
(3)单位：□05kJ·mol－1。
二、化学反应过程中能量变化的原因
1．微观角度
(1)化学反应的本质：
(2)以H
2(g)＋Cl
2
(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例：
2．宏观角度
1．化学反应都伴随能量变化吗？
提示：所有化学反应都伴随着能量变化，因为旧化学键断裂所吸收的能量和新化学键形成所放出的能量不可能完全相同。
2．从微观和宏观两个角度怎样理解H
2(g)＋Cl
2
(g)===2HCl(g) ΔH＝－183
kJ·mol－1中的“183 kJ”？
提示：从微观上看，断裂1 mol氢氢键和1 mol氯氯键所吸收的能量比形成
2 mol氢氯键释放的能量少18
3 kJ。
从宏观上看1 mol H
2(g)和1 mol Cl
2
(g)所
具有的总能量比2 mol HCl(g)所具有的总能量多183 kJ。
3．H
2(g)和Cl
2
(g)在光照条件下也可以发生上述反应，那么该反应的ΔH是
否发生变化？
提示：焓变不发生变化，ΔH仍为－183 kJ·mol－1；因为化学反应的焓变与反应条件无关。
二、化学反应过程中能量变化的原因
1．放热反应和吸热反应的比较
2．判断吸热反应、放热反应的依据与误区
(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”
理论依据：反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
计算依据：断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量的相对大小。
(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”
误区一：与反应条件有关。
误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。
实际上吸热反应和放热反应都是指化学反应中的能量变化。
【提升训练】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)：
(1)反应热即化学反应过程中所放出的热量。
( )
(2)焓是用来描述物质所具有能量高低的物理量。
( )
(3)焓变是反应物与生成物的焓值差。
( )
(4)焓变的单位与能量的单位相同，均为kJ或J。
( )
答案(1)×(2)√(3)×(4)×
解析(1)化学反应过程中放出和吸收的热量都是反应热；
(2)焓是用来描述物质具有能量的物理量，H越高物质所具有的能量越高；
(3)ΔH＝H
生成物－H
反应物
；
(4)焓变的单位一般用kJ·mol－1。
2．下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化②将胆矾加热变成白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．①④B．②③
C．①④⑤D．②④
答案 D
解析①是吸热的过程，但不是化学反应；②④都属于分解反应，是吸热反
应；③⑤是放热反应。
故答案选D。
3．对于反应中的能量变化，表述正确的是( )
A．断开化学键的过程会放出能量
B．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．氧化反应均为吸热反应
答案 B
解析破坏旧化学键需要吸收能量来克服原子间的相互作用，所以断开化学键的过程会吸收能量，A项错误；在化学反应中，如果反应物的总能量高于生成物的总能量，发生化学反应时要放出能量，这样的化学反应为放热反应，B项正确；反应是吸热还是放热与反应条件无关，有些放热反应也需加热才能发生反应(如木炭的燃烧)，C项错误；燃烧氧化反应、缓慢氧化反应为放热反应，D项错误。
4．已知H
2(g)＋
1
2
O
2
(g)===H
2
O(g)，反应过程中能量变化如图所示，则：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a：______________________________________________；
b：______________________________________________；
c：______________________________________________。
(2)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，ΔH________(填“>”或“<”)0。
答案(1)旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量反应热(2)放热<
解析(1)H
2(g)和
1
2
O
2
(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H
2
(g)→2H(g)和
1
2
O
2
(g)→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量，所以a代表旧键断裂
吸收的能量，b代表2H(g)＋O(g)结合成H
2
O(g)中的氢氧键所放出的能量，c则代表生成物总能量与反应物总能量之差，即反应热。
(2)由图可知该反应中反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH<0。
5．已知H
2(g)＋Cl
2
(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则反应
HCl(g)===1
2H
2
(g)＋
1
2
Cl
2
(g)的ΔH为( )
A．＋184.6 kJ·mol－1B．－92.3 kJ·mol－1
C．＋92.3 kJ D．＋92.3 kJ·mol－1
答案 D
解析互为逆反应的两个热化学方程式，ΔH数值相等，符号相反；ΔH的大小与化学计量数成正比，故选D。
6．下列说法正确的是( )
A．焓变单位中kJ·mol－1，是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0
C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－”
D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH 为“＋”
答案 C
解析焓变单位中的kJ·mol－1，是指每摩尔具体的反应，不一定指参加反应的物质，A错误；在反应中物质所具有的总能量减少，反应就放热，反之就吸热，C正确；化学反应的实质是旧化学键的断裂，新化学键的形成，断键时吸收能量，成键时放出能量，所以D错误。
7．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
在反应过程中，破坏1 mol氢气
中的化学键消耗的能量为Q
1kJ，破坏1 mol 氯气中的化学键消耗的能量为Q
2
kJ，
形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q
3
kJ。
下列关系式中，正确的是( )
A．Q
1＋Q
2
>Q
3
B．Q
1
＋Q
2
>2Q
3
C．Q
1＋Q
2
<Q
3
D．Q
1
＋Q
2
<2Q
3
答案 D
解析氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量之和。
8．反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)E
1表示______________，E
2
表示______________，ΔH＝________。
(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？________，原因是__________________________________________。
(4)在反应体系中加入催化剂，E
1和E
2
的变化是：
E
1________，E
2
________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案(1)放热
(2)断键所吸收的能量成键所释放的能量E
1－E
2
(3)否催化剂只能改变活化能，不会改变反应热
(4)减小减小
解析(1)反应物A和B总能量高于生成物C和D总能量，故反应为放热反应。
(2)E
1表示正反应的活化能或者反应物A、B中化学键断裂所吸收的能量，E
2
表示逆反应的活化能或者形成C、D的化学键所释放的能量。
ΔH＝E
1－E
2。
(3)催化剂只会影响活化能即E
1、E
2
的大小，不会改变焓变的大小。
