【学霸笔记：同步精讲】第一章 情境活动课 课题 以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题 课件--2026版高中化学人教版选必修1
文档属性
| 名称 | 【学霸笔记：同步精讲】第一章 情境活动课 课题 以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题 课件--2026版高中化学人教版选必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-09-04 11:48:46 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新” 打通应考之“脉”
第一章 化学反应的热效应
情境活动课
课题 以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题
我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点
目前，火箭推进剂主要有三种类型： 液体推进剂、固体推进剂和混合推进剂。
(1)液体推进剂
液体推进剂比较常用的有：四氧化二氮——肼类(偏二甲肼、一甲基肼、肼)、液氧——煤油、液氢——液氧等。 其中四氧化二氮——肼类推进剂被广泛使用，其特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高，但其燃烧效率比较低且有毒、污染环境；液氧——煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜；液氢——液氧推进剂是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染，但是价格昂贵，对储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
(2)固体推进剂
固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体推进剂火箭发动机主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。
(3)混合推进剂
混合推进剂是液体推进剂和固体推进剂的混合体。它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单，但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。
厘清反应热与焓变的关系并能进行焓变的简单计算
活动1 已知肼(N2H4)是一种高能燃料，液态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________(填“吸收”或“放出”，下同)的总能量小于形成化学键________的总能量。若16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
提示：放热 大于 吸收 放出
活动2 肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则消耗16 g液态肼放出的热量为多少？若N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－544 kJ·mol-1，键能数据如下表：
化学键 N—N N—H O==O O—H
键能/(kJ·mol-1) 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为多少？
提示：321 kJ；946 kJ·mol-1。
知识链接
计算焓变的两种方法
(1)宏观角度计算：ΔH＝生成物总焓－反应物总焓。
(2)微观角度计算：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和，吸热取“＋”值，放热取“－”值。
理解燃烧热的概念及掌握热化学方程式的书写方法
活动1 目前，火箭的液体推进剂有液氢、液氧、偏二甲肼、四氧化二氮、硼烷等十几种，但比较理想的环境推进剂是液氢和液氧。由于储存、运输等技术的制约，液氢和液氧的使用受到很大程度的限制。化学反应：2H2＋O2===2H2O能量变化如图所示，请写出表示H2燃烧热的热化学方程式。
提示：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－(b＋c－a)kJ·mol-1。
活动2 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.8 kJ的热量。写出该反应的热化学方程式。
提示：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－642 kJ·mol-1。
知识链接
1．燃烧热的热化学方程式书写“三要素”
(1)可燃物的化学计量数要为1。
(2)元素完全燃烧生成的物质要为指定产物。
(3)ΔH的符号、单位要正确。
2．热化学方程式的书写步骤及要求
盖斯定律的应用及ΔH大小的比较
活动1 联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝
若O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5，写出ΔH5与ΔH3的大小关系，及上述4个反应中ΔH4与ΔH3、ΔH2、ΔH1的关系。
提示：ΔH5＜ΔH3，ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。
活动2 发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝＋44 kJ·mol-1
写出气态肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式。
提示：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 311.7 kJ·mol-1。
知识链接
利用“加和法”确定目标反应的焓变
第一步：确定目标反应，并分析目标反应与已知反应的关系；
第二步：调整已知热化学方程式的化学计量数和ΔH；
第三步：将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和。
1．火箭燃料有液氢、乙炔(C2H2)、甲烷、煤油、肼(N2H4)等。回答下列问题：
(1)氢燃料汽车中氢的燃烧与火箭中氢的燃烧最大的不同在于前者使用的是空气作氧化剂，而后者使用的是液氧。
①火箭中不能使用液化空气，原因是________________________ __________________________________________________________。
液化空气中的液氮不能参与反应，液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失
②已知：(ⅰ)H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_______________ ________________________________。
H2(l)＋O2(l)===
H2O(g)ΔH＝－237.46 kJ·mol-1
(2)神舟十三号使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与C2H8N2的燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为__________________ __________________________________________________________。
C2H8N2(l)＋2N2O4(l) ===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1
[解析] (1)①空气中含有大量的氮气，液化空气中含有大量的液氮，液氮虽然不参与反应，但在液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失。②根据盖斯定律，ⅳ＋ⅲ－ⅱ×－ⅰ得，H2(l)＋O2(l)===H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol-1。(2)10.0 g液态偏二甲肼的物质的量为 mol，则1 mol 液态偏二甲肼完全反应放热2 550 kJ·mol-1，所以其热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝。
2．液态肼(N2H4)和液态过氧化氢可作火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼与足量的液态过氧化氢完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 mol N—N、N≡N、N—H、H—H所需的能量分别为193 kJ·mol-1、、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1，由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为_____________________________ __________________________________________________________。
N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g) ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1
(2)温度在150 ℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理。
已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH1＝；
②H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH2＝＋286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝__________________。
－151.7 kJ·mol-1
[解析] (1)N2、H2合成气态肼(N2H4)的化学方程式为N2＋2H2 ===N2H4，则根据ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和可知，该反应的ΔH＝946 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1－193 kJ·mol-1－4×390.8 kJ·mol-1＝＋61.8 kJ·mol-1，故其热化学方程式为N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g) ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律，－(①＋②)得到反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)，则ΔH＝－(－134.3＋286)kJ·mol-1＝－151.7 kJ·mol-1。
谢 谢！
复习任务群一
现代文阅读Ⅰ
把握共性之“新” 打通应考之“脉”
第一章 化学反应的热效应
情境活动课
课题 以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题
我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点
目前，火箭推进剂主要有三种类型： 液体推进剂、固体推进剂和混合推进剂。
(1)液体推进剂
液体推进剂比较常用的有：四氧化二氮——肼类(偏二甲肼、一甲基肼、肼)、液氧——煤油、液氢——液氧等。 其中四氧化二氮——肼类推进剂被广泛使用，其特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高，但其燃烧效率比较低且有毒、污染环境；液氧——煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜；液氢——液氧推进剂是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染，但是价格昂贵，对储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
(2)固体推进剂
固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体推进剂火箭发动机主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。
(3)混合推进剂
混合推进剂是液体推进剂和固体推进剂的混合体。它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单，但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。
厘清反应热与焓变的关系并能进行焓变的简单计算
活动1 已知肼(N2H4)是一种高能燃料，液态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________(填“吸收”或“放出”，下同)的总能量小于形成化学键________的总能量。若16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
提示：放热 大于 吸收 放出
活动2 肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则消耗16 g液态肼放出的热量为多少？若N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－544 kJ·mol-1，键能数据如下表：
化学键 N—N N—H O==O O—H
键能/(kJ·mol-1) 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为多少？
提示：321 kJ；946 kJ·mol-1。
知识链接
计算焓变的两种方法
(1)宏观角度计算：ΔH＝生成物总焓－反应物总焓。
(2)微观角度计算：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和，吸热取“＋”值，放热取“－”值。
理解燃烧热的概念及掌握热化学方程式的书写方法
活动1 目前，火箭的液体推进剂有液氢、液氧、偏二甲肼、四氧化二氮、硼烷等十几种，但比较理想的环境推进剂是液氢和液氧。由于储存、运输等技术的制约，液氢和液氧的使用受到很大程度的限制。化学反应：2H2＋O2===2H2O能量变化如图所示，请写出表示H2燃烧热的热化学方程式。
提示：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－(b＋c－a)kJ·mol-1。
活动2 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.8 kJ的热量。写出该反应的热化学方程式。
提示：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－642 kJ·mol-1。
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1．燃烧热的热化学方程式书写“三要素”
(1)可燃物的化学计量数要为1。
(2)元素完全燃烧生成的物质要为指定产物。
(3)ΔH的符号、单位要正确。
2．热化学方程式的书写步骤及要求
盖斯定律的应用及ΔH大小的比较
活动1 联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝
若O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5，写出ΔH5与ΔH3的大小关系，及上述4个反应中ΔH4与ΔH3、ΔH2、ΔH1的关系。
提示：ΔH5＜ΔH3，ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。
活动2 发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝＋44 kJ·mol-1
写出气态肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式。
提示：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 311.7 kJ·mol-1。
知识链接
利用“加和法”确定目标反应的焓变
第一步：确定目标反应，并分析目标反应与已知反应的关系；
第二步：调整已知热化学方程式的化学计量数和ΔH；
第三步：将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和。
1．火箭燃料有液氢、乙炔(C2H2)、甲烷、煤油、肼(N2H4)等。回答下列问题：
(1)氢燃料汽车中氢的燃烧与火箭中氢的燃烧最大的不同在于前者使用的是空气作氧化剂，而后者使用的是液氧。
①火箭中不能使用液化空气，原因是________________________ __________________________________________________________。
液化空气中的液氮不能参与反应，液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失
②已知：(ⅰ)H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_______________ ________________________________。
H2(l)＋O2(l)===
H2O(g)ΔH＝－237.46 kJ·mol-1
(2)神舟十三号使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与C2H8N2的燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为__________________ __________________________________________________________。
C2H8N2(l)＋2N2O4(l) ===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1
[解析] (1)①空气中含有大量的氮气，液化空气中含有大量的液氮，液氮虽然不参与反应，但在液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失。②根据盖斯定律，ⅳ＋ⅲ－ⅱ×－ⅰ得，H2(l)＋O2(l)===H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol-1。(2)10.0 g液态偏二甲肼的物质的量为 mol，则1 mol 液态偏二甲肼完全反应放热2 550 kJ·mol-1，所以其热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g) ΔH＝。
2．液态肼(N2H4)和液态过氧化氢可作火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼与足量的液态过氧化氢完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 mol N—N、N≡N、N—H、H—H所需的能量分别为193 kJ·mol-1、、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1，由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为_____________________________ __________________________________________________________。
N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g) ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1
(2)温度在150 ℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理。
已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH1＝；
②H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH2＝＋286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝__________________。
－151.7 kJ·mol-1
[解析] (1)N2、H2合成气态肼(N2H4)的化学方程式为N2＋2H2 ===N2H4，则根据ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和可知，该反应的ΔH＝946 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1－193 kJ·mol-1－4×390.8 kJ·mol-1＝＋61.8 kJ·mol-1，故其热化学方程式为N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g) ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律，－(①＋②)得到反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)，则ΔH＝－(－134.3＋286)kJ·mol-1＝－151.7 kJ·mol-1。
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