剖析物質變化中的能量變化PPT

剖析物質變化中的能量變化能量瓦特改良蒸汽機什么是能量？能量是物質運動的一種度量18世紀中葉，瓦特改良蒸汽機之后，生產力得到了極大的提升能量常見的能量形式：電能熱能……能量能量的轉化：能量能從一種形式轉化為另一種形式能量的傳遞：能量能從一個物體傳遞到另一個物體能量守恒定律：

能量在傳遞和轉化過程中，各種形式的能量總量保持不變能量守恒定律發(fā)現者—邁爾能量能量A能量C能量BA=B+C能量守恒：總量不變物質變化的過程往往伴隨著能量轉化同一物質“三態(tài)”時的能量高低：氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)三態(tài)變化中的能量變化三態(tài)轉化時的能量變化往往表現為熱能的放出或吸收氣態(tài)液態(tài)固態(tài)放熱放熱吸熱吸熱物質吸熱——環(huán)境溫度降低物質放熱——環(huán)境溫度升高能量的分類按照來源：太陽能、地熱能、核能、潮汐能按利用狀況：常規(guī)能源、新能源按形態(tài)：一級能源、二級能源按能否循環(huán)：可再生能源、不可再生能源溶解過程中的能量變化什么是溶液？

一種或以上的物質（溶質）分散到另一種物質（溶劑）里，形成的均一的穩(wěn)定的混合物演示實驗1：KMnO4溶解于水中實驗現象：溶液中的紫紅色范圍逐漸擴大，最后溶液都變成紫紅色了溶解過程中的能量變化KMnO4→K++MnO4-溶液的形成原理：K+和MnO4-在水分子的作用下，克服了離子之間的引力逐漸向水中擴散，均勻的分布于整個溶液。無色紫紅色溶解過程中的能量變化演示實驗2：燒堿、氯化銨、食鹽溶解過程的熱效應NaClNaOHNH4Cl水溫溶液溫度實驗結論：燒堿溶于水—放熱；食鹽溶于水—無明顯放熱或吸熱現象；氯化銨溶于水—吸熱溶解過程中的能量變化物質溶解的過程：1.擴散

溶質分子或離子在水分子的作用下克服之間的引力并向水中擴散的過程。此過程需要吸熱！

——無物質變化，物理過程溶解過程中的能量變化2.水合

溶質分子或離子與水結合，生成水合分子或水合離子的過程，此過程會放熱！

——有新物質生成，化學過程*溶解時，擴散與水合兩個過程同時發(fā)生無先后順序，換言之，溶解時有放熱的過程也有吸熱的過程溶解過程中的能量變化吸熱>放熱溶液總熱效應為：吸熱溶解后溶液溫度：降低吸熱<放熱溶液總熱效應為：放熱溶解后溶液溫度：升高溶質溶解的三種情況：溶解過程中的能量變化吸熱=放熱溶液總熱效應為：無溶解后溶液溫度：無變化（擴散過程）吸熱和（水合過程）放熱的相對大小決定了溶解后溶液的溫度是降低還是升高！溶解過程中的能量變化下列說法是否正確：1.NaOH溶解只有放熱過程2.高錳酸鉀溶于水是一個擴散的過程3.氯化銨溶于水時，擴散過程的程度大于水和過程4.食鹽溶于水沒有放熱過程也沒有吸熱過程溶解過程中的能量變化濃硫酸是實驗室常見的藥品，稀釋濃硫酸的過程會產生大量的熱量，試用溶解的兩個過程解釋濃硫酸稀釋放出大量熱的原因溶解過程中的能量變化常見的溶于水后溶液溫度升高的物質：

燒堿、濃硫酸常見的溶于水后溶液溫度降低的物質：硝酸銨、氯化銨、硝酸鉀小結能量轉化、傳遞，都遵循能量守恒定律氣態(tài)液態(tài)固態(tài)放熱放熱吸熱吸熱溶解的熱效應：溶解擴散過程（物理過程）水和過程（化學過程）吸熱放熱相對大小決定了總的熱效應溶解后總的熱效應吸熱放熱>溫度降低吸熱吸熱放熱放熱=<溫度變化不大溫度升高溶解—結晶結晶：晶態(tài)固體從溶液中析出的過程溶解：固體溶質向水中分散的過程結晶和溶解是兩個相反的過程無論是飽和溶液還是不飽和溶液，都存在著溶解和結晶的兩個過程固體溶質溶液中的溶質溶解結晶溶解平衡V溶解：單位時間內從固體表面擴散到溶劑中的溶質數目V結晶：單位時間內從溶液中結晶出來回到固體表面的溶質數目V溶解與V結晶的關系溶液是否達飽和？現象V溶解>V結晶V溶解<V結晶V溶解=V結晶不飽和溶液飽和溶液飽和溶液此時固體能不斷溶解此時不斷有固體析出此時固體不增加也不減少溶解平衡：溶質的溶解速率等于結晶速率溶解平衡將溶質投入水中溶解，在t時刻達到溶解平衡。如何用v-t圖表示這一過程？時間速率0tV溶解V結晶溶解平衡溶解與結晶互為可逆過程動態(tài)平衡：平衡時，V溶解

=V結晶≠0當達到溶解平衡時，溶液達飽和，濃度不再改變改變條件，平衡可以被打破，并向著溶解或者結晶的方向進行溶解平衡的特點：溶解平衡改變溫度改變的條件可以是：溶解度溫度0（1）對于大部分物質而言，升高溫度有利于溶解，如KNO3⑴（2）極少數物質升高溫度反而不利于溶解，如Ca（OH）2⑵（3）還有些物質溫度的變化對溶解度變化不大，如NaCl⑶溶解平衡增加溶劑（水）的量增加溶劑的量能促進溶質的溶解如何獲得溶液中的溶質？蒸發(fā)——適用物質：溶解度隨溫度變化不大的物質，如NaCl冷卻熱飽和溶液——適用物質：溶解度隨溫度變化很大的物質，如KNO3溶解平衡溶解度溫度0例題：溶液中含AB兩種物質，A、B的溶解度隨溫度的變化關系如下，則欲分離出A可以采用的方法是：（）AB加溶劑蒸發(fā)冷卻熱的飽和溶液無法分離晶體與結晶水合物晶體：自發(fā)形成具有規(guī)則幾何形狀的固體結晶水合物：含有水分子的晶體**并非所有晶體從溶液中析出都會形成結晶水合物常見的結晶水合物：CuSO4·5H2O：膽礬（可以用無水硫酸銅檢測微量的水）KAl（SO4）2·12H2O：明礬（凈水）Na2CO3·10H2O：石堿CaSO4·2H2O：石膏FeSO4·7H2O：綠礬MgSO4·7H2O：瀉藥晶體與結晶水合物風化（化學變化）：有些結晶水合物暴露在空氣中，時間久了會自發(fā)的失去一部分或全部的結晶水如石堿風化：Na2CO3·10H2O→Na2CO3+10H2O

膽礬受熱是風化的過程嗎？潮解（物理變化）：有些晶體能吸收空氣中的水蒸氣，并在晶體表面形成溶液如燒堿暴露在空氣中容易潮解作業(yè)請利用溶解平衡的觀點解釋：當一定量的NaCl投入足量水中，形成飽和溶液的過程化學反應中的熱效應反應的熱效應：反應時放出或吸收的熱量放熱反應：有熱量放出的化學反應+Q吸熱反應：有吸收熱量的化學反應-Q簡單反應中的熱效應：C+O2CO2+Q2H2+O22H2O+Q點燃點燃▲反應物只有單質參與的化合反應往往是放熱反應化學反應中的熱效應CaCO3CaO+CO2↑

-Q△▲分解反應往往是吸熱反應C+CO2CO

-Q高溫▲有化合物參與的化合反應，放熱或吸熱都有可能NaOH+HClNaCl+H2O+Q△▲酸堿中和反應一定是放熱反應化學反應中的熱效應反應物的總能量生成物的總能量從外部吸收能量生成物的總能量反應物的總能量向外部放出能量當反應物的總能量低于生成物的總能量時，發(fā)生吸熱反應當反應物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應化學反應中的熱效應化合反應中，生成相等物質的量的生成物時放出的熱量越多，生成物的熱穩(wěn)定性就越好。H2O：+241.8KJ/molH2S：+20.1KJ/mol熱穩(wěn)定性：H2O>H2SHF：+271.1KJ/molHCl：+92.3KJ/molHBr：+36.4KJ/mol熱穩(wěn)定性：HF>HCl>HBr>HI熱化學反應方程式熱化學反應方程式：表示反應放出或者吸收熱量的化學方程式2H2+O22H2O點燃2H2（g）+O2（g）2H2O（l）+571.6KJ①②思考：熱化學反應方程式與普通化學反應方程式有哪些區(qū)別？熱化學反應方程式區(qū)別：熱化學反應方程要在末端注明放出（+）或吸收（-）熱量的具體數值，熱量單位用J或者KJ表示熱化學反應方程式一般不需要注明反應的條件熱化學反應方程式中，任何物質都需要注明其聚集狀態(tài)

S—固體；l—液態(tài)；g—氣態(tài)★

熱化學反應方程式中的計量數（系數）與普通化學方程式的意義不同。普通化學方程式中的計量數可以表示參與反應的分子數等；但是熱化學反應方程式中的系數只表示參與反應的物質的量熱化學反應方程式①表示，2個氫氣分子與1個氧氣分子通過點燃可以生成2個水分子②表示，2mol氫氣與1mol氧氣反應可以生成2mol液態(tài)水，并放出571.6KJ熱量如何將反應：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.3KJ用文字描述其意義？1mol焦炭與1mol水蒸氣反應，生成1mol一氧化碳和1mol氫氣，并需要吸收131.3KJ的熱量熱化學反應方程式如何將文字描述改寫為熱化學反應方程式：根據已知條件寫出化學反應方程式注明各物質聚集狀態(tài)在末端注明反應放出/吸收的熱量及其具體數值例題：2mol銅與1mol氧氣反應，生成2molCuO，放出熱量314KJ練習：2mol氨氣分解，生成氮氣與氫氣，需要吸收熱量92.38KJ2NH3（g）→N2（g）+3H2（g）-92.38KJ熱化學反應方程式熱化學反應方程式的特點：1.熱化學反應方程式的計量數可以是分數H2（g）+1/2O2（g）→H2O（l）+285.8KJ2.即便反應物與生成物完全相同，但若聚集狀態(tài)不同，反應的熱效應也會不同！2H2（g）+O2（g）→2H2O（l）

+571.8KJ2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）

+483.6KJ①②發(fā)生三態(tài)變化會伴隨著能量變化，從氣態(tài)變化到液態(tài)需要放熱熱化學反應方程式3.如果一個反應逆向也能進行，那么它們的熱效應相反，但是數值相同C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）

-131.3KJCO（g）+H2（g）→C（s）+H2O（g）

+131.3KJ4.對于同一個反應（物質聚集狀態(tài)都相同），如果計量數成倍的增加，那么吸收或放出的熱量也成倍的增加C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）

-131.3KJ1/2C（s）+1/2H2O（g）→1/2CO（g）+1/2H2（g）

-65.65KJ熱化學反應方程式5.一個化學過程，總的熱效應可以疊加①+②：C（s）+O2（g）→CO2（g）+Q①：C（s）+1/2O2（g）→CO（g）+110.4KJ②：CO（g）+1/2O2（g）→CO2（g）+283.1KJQ=（+110.4KJ）+（+283.1KJ）=+393.5KJ熱化學反應方程式在相同的溫度下，有下列三個熱化學方程式：①2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+Q1②2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+Q2③H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+Q3則Q1，Q2，Q3的大小關系是:（）A．Q1＝Q2＝Q3B．2Q3＝Q2＜Q1

C．Q3＜Q2＜Q1D．2Q3＝Q1＞Q2B熱化學反應方程式熱化學反應方程式的實際運用：1mol甲烷（g）在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水（l）會放出890.3KJ熱量。那么標況下53.76L甲烷（g）燃燒可以產生多少熱量？解：n（CH4）=53.76/22.4=2.4mol2.4x890.3=2136.72KJ燃料的充分利用熱值：單位體積或單位質量的燃料燃燒所放出的熱量熱值越高越好如何做到燃料充分利用？燃料的充分燃燒

方法：（1）空氣的通入要適量（2）將固體燃料研磨成小顆粒2.熱量的充分利用

方法：使用熱交換器燃料的充分利用氫氣是一種優(yōu)質能源原因：（1）H2燃燒的產物為水，對環(huán)境無污染（2）單位質量的H2燃燒熱能相當巨大（3）H2作為燃料可以循環(huán)利用水煤氣生產原理：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.4KJ水煤氣原電池原電池：將化學能轉化為電能的裝置實驗：Cu-Zn原電池實驗現象：①Zn片不斷溶解；②Cu片上有氣泡溢出；③靈敏電流計指針有明顯偏轉實驗原理：Zn失去電子被氧化成Zn2+進入溶液，而失去的電子則通過導線流向銅片，溶液中的H+再從銅片上獲得電子并被還原為H2，于是電子的定向移動和溶液中溶液的自由移動就構成了一個回路產生電流原電池正極（+）負極（-）金屬電子得失情況電子運動方向電流方向電極上發(fā)生的反應總反應Cu-Zn原電池：還原反應2H++2e→H2↑銅片鋅片+e-e經導線負極正極經導線正極負極氧化反應Zn-2e→Zn2+2H++Zn→H2↑+Zn2+原電池形成原電池的條件：必須要有兩塊活潑性不同的電極★較活潑金屬做負極，較不活潑的金屬做正極★反應時負極金屬不斷消耗原電池的本質：氧化還原反應的一種形式KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活潑順序表金屬單質活潑性逐漸減弱*對應金屬陽離子氧化性逐漸增強原電池2.需要有電解質溶液（水除外）3.要構成閉合回路通常將兩塊電極上端用導線連接起來，兩塊電極下端浸入電解質溶液中，依靠電子的定向移動和溶液中離子的自由移動產生電流CuZn稀硫酸CuCu稀硫酸CuZn蒸餾水CuZn酒精CuZn稀硫酸CuZn稀硫酸下列哪個是原電池？原電池原電池與電解池的區(qū)別：GCuZn稀硫酸PtPt飽和氫氧化鈉1.本質區(qū)別：原電池：化學能→電能電解池：電能→化學能2.電解材料：原電池：較活潑金屬與較不活潑金屬電解池：白金電極或石墨電極原電池Gba稀硫酸電子方向將銅片與鋅片用導線連接后插入稀硫酸中構成原電池，下列說法正確的