4.剖析物質(zhì)變化中的能量變化(知識點(diǎn)).doc

.第四章 剖析物質(zhì)變化中的能量變化4.1物質(zhì)在溶解過程在有能量變化嗎？引言：當(dāng)煤、石油、天然氣和食物在轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)時(shí)，給人們提供了各種形式的能量，在物質(zhì)變化中，能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。 物質(zhì)存在三態(tài)：固態(tài)（s）、氣態(tài)（g）液態(tài)（l），物質(zhì)的三態(tài)在轉(zhuǎn)化過程也伴隨著能量的轉(zhuǎn)換。 吸收能量 吸收能量 固態(tài)（體） 液體 氣態(tài)（體） 放出能量 放出能量 在我們生活中經(jīng)常利用三態(tài)變化來調(diào)整環(huán)境溫度。拓展： 能源的種類：四種分類法 來自太陽：生物質(zhì)能，風(fēng)能，煤，石油等。從能源的形成和來源角度 來自地球內(nèi)部：地?zé)崮艿取?來自核反應(yīng)：裂變能、聚變能。 來自天體間引力：潮汐能。從能源利用狀況角度分 常規(guī)能源：石油、煤、天然氣、水、生物等。 新能源：核能、地?zé)崮?、海洋能?從能源的原有形態(tài)是否改變的角度分 一次能源自然界現(xiàn)存的一次能源：煤炭、石油、天然氣。二次能源由一次能源加工轉(zhuǎn)換而成的二次能源：電、氫能、汽油等。 從能源是否能循環(huán)再生角度看 可再生能源：水力、沼氣等。 不可再生能源：煤、石油等。一、物質(zhì)溶解過程中的熱現(xiàn)象 NH4Cl溶解是吸熱的，NaOH溶解是放熱的，而NaCl溶解放熱和吸熱均不明顯。二、溶解的二個(gè)過程 溶質(zhì)溶解在水里，通常發(fā)生兩個(gè)過程，一是溶質(zhì)分子（或離子）受到水分子作用，向水中擴(kuò)散的過程，在這種過程中，溶質(zhì)分子或離子要克服分子或離子之間的引力，需要向外界吸收熱量，這是一個(gè)物理過程（物理變化）。 另一個(gè)過程則是溶質(zhì)分子或離子和水分子又結(jié)合成水合分子或水合離子的過程，這種過程放出熱量是一個(gè)化學(xué)過程。 小結(jié)： 擴(kuò)散的過程 水合過程 溶解中的變化 物理變化（物理過程） 化學(xué)變化（化學(xué)過程） 溶解中的能量變化 吸熱 放熱 在溶解時(shí)： 當(dāng)擴(kuò)散過程吸收熱量水合過程 放出的熱量時(shí)，則總體表現(xiàn)為吸熱。 當(dāng)擴(kuò)散過程吸收熱量水合過程 放出的熱量時(shí)，則總體表現(xiàn)為放熱。 當(dāng)擴(kuò)散過程吸收熱量水合過程 放出的熱量時(shí)，則總體表現(xiàn)為無顯著的熱量變化。三、溶解和結(jié)晶結(jié)晶將固體溶質(zhì)的水溶液放在敞口的容器中讓水慢慢地蒸發(fā)，或改變溫度都可能使晶態(tài)溶質(zhì)從溶液中析出，這個(gè)過程稱為結(jié)晶。 溶解和結(jié)晶是兩個(gè)相反的過程，但在一定條件下恰恰又上是同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)過程。溶解和結(jié)晶兩個(gè)相反的過程是可逆的，我們可用“”來表示溶解平衡。 即： 溶解 固體溶質(zhì) 溶液中的溶質(zhì) 結(jié)晶 注意：溶解平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，它始終在進(jìn)行著溶解和結(jié)晶兩個(gè)相反的過程，只是結(jié)晶和溶解兩個(gè)速度相等，所以我們看不出溶解與結(jié)晶的變化。（但是若在飽和溶液中放一塊不規(guī)則形狀的晶體，一段時(shí)間后變規(guī)則形狀晶體）。 從溶液中提取溶解的固體物質(zhì)一般規(guī)律： 隨著溫度的變化而溶解度變化不大的物質(zhì)，一般是用蒸發(fā)溶劑的方法從溶液中提取。 溶解度受溫度的改變而變化較大的固體物質(zhì)，一般是用重結(jié)晶法從溶液中提取。即用冷卻熱的飽和溶液的方法來使溶質(zhì)結(jié)晶析出。 在飽和溶液中加無水鹽，但遇水分子后可形成含結(jié)晶水的晶體。晶體會(huì)變大。但溶液的S、Cmol/L不變（C%也不變）。溶質(zhì)、溶劑的質(zhì)量均變小。四、結(jié)晶水合物1、晶體與結(jié)晶水合物定義 晶體這種自發(fā)形成且具有規(guī)則幾何形狀的固體叫做晶體。 結(jié)晶水合物有些晶體在溶液中析出形成晶體時(shí)會(huì)結(jié)合一定數(shù)目的水分子，這種含有一定的結(jié)晶水的晶體叫結(jié)晶水合物。 結(jié)晶水合物有固定的熔點(diǎn)，它們是純凈物 2、風(fēng)化與潮解 風(fēng)化有些結(jié)晶水合物在室溫和干燥空氣中會(huì)失去一部分或全部結(jié)晶水。這種現(xiàn)象叫風(fēng)化。 由于風(fēng)化會(huì)失去結(jié)晶水，風(fēng)化為化學(xué)變化。 潮解有些晶體能吸收空氣中是水份，在晶體表面逐步形成溶液，這種現(xiàn)象叫潮解。 潮解一般被看作為物理變化。潮解與風(fēng)化屬于自然形成，并非人們刻意去完成的變化。 3、幾種常見的晶體 常見的 結(jié)晶水合物： 膽礬：CuSO45H2O 皓礬：ZnSO47H2O 綠礬：FeSO47H2O 芒硝：Na2SO410H2O 石堿：Na2CO310H2O 瀉鹽：MgSO47H2O 明礬：KAl(SO4)212H2O 石膏：生石膏 CaSO42H2O 熟石膏2CaSO4H2O 不含結(jié)晶水的晶體：食鹽NaCl 硝酸鉀KNO3 等4.2化學(xué)變化中的能量變化 一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng) 1、幾個(gè)基本概念 反應(yīng)的熱效應(yīng)（化學(xué)反應(yīng)中普遍伴隨著熱量變化）人們把反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱量叫做“反應(yīng)的熱效應(yīng)”。 放熱反應(yīng)釋放熱量的反應(yīng)叫做“放熱反應(yīng)”。用+Q表示。 如 2H2O2 點(diǎn)燃 2H2O Q是放熱反應(yīng) CH42O2 點(diǎn)燃 CO2 + 2H2O Q也是放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)吸收熱量的反應(yīng)叫做“吸熱反應(yīng)”。用-Q表示。 如 C + CO2 高溫 2CO -Q CaCO3 鍛燒 CaO + CO2 -Q2、中和熱的測定 中和熱酸和堿發(fā)生的離子互換反應(yīng)叫做中和反應(yīng)，中和反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量，叫做中和熱。二、化學(xué)變化中的能量變化 1、化學(xué)能 這種潛藏在物質(zhì)內(nèi)部，只有在化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來的能量，化學(xué)家們稱它為化學(xué)能。小結(jié)：在放熱反應(yīng)中，生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量高 一定低于反應(yīng)物的總能量。 放熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)，反應(yīng)物釋放出能量后 轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩?生成物的總能量低 在吸熱反應(yīng)中生成物的能量總和 生成物的總能量高 必定高于反應(yīng)物的能量總和。 吸熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物必須吸收外 界提供熱量才能轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌铩?反應(yīng)物的總能量低 結(jié)論：放熱反應(yīng)的過程，是儲存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等釋放出來的過程。 吸熱反應(yīng)的過程是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量而被儲存起來的過程。 2、 反應(yīng)熱當(dāng)化學(xué)反應(yīng)過程釋放出或吸收的能量表現(xiàn)為熱量時(shí)，反應(yīng)物具有的能量和與生成物具有的能量總和的差值，即為反應(yīng)熱。 Q反應(yīng)熱 = Q反應(yīng)物 - Q生成物 若Q為正值即為放熱反應(yīng)；若Q為負(fù)值即為吸熱反應(yīng)。3、 反應(yīng)熱與生成物穩(wěn)定性的關(guān)系。 大量事實(shí)表明，當(dāng)物質(zhì)化合時(shí)，放出能量越多，生成物的熱穩(wěn)定性越大。 在化合反應(yīng)中生成相等物質(zhì)的量的生成物時(shí)，放出或吸收熱量的大小是生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)態(tài)。（注意比較時(shí)一定要等物質(zhì)的量）三、熱化學(xué)方程式1、熱化學(xué)方程式定義 表示化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式。 （燃燒熱1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)的反應(yīng)熱又稱燃燒熱）。 2、熱化學(xué)方程式意義 熱化學(xué)方程式不僅表明了一個(gè)反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物，還表明了一定量物質(zhì)在反應(yīng)中放出或吸收的熱量。 3、書寫熱化學(xué)方程式的要領(lǐng) 必須注明反應(yīng)物及生成物所有物質(zhì)的狀態(tài)。熱化學(xué)方程式中，化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)是表示物質(zhì)的量。（反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān)），在 熱化學(xué)方程式中，化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)。必須注明放出“+”或吸收“-”的熱量值。或用Q代替。四、燃料的充分利用 1、燃燒熱和熱值燃燒熱1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定化合物時(shí)的反應(yīng)熱稱為燃燒熱。熱值是燃料質(zhì)量的重要指數(shù)，熱值越大，燃料作為熱量的價(jià)值越高。 2、燃料的充分利用理科班補(bǔ)充材料：補(bǔ)充一：蓋斯定律化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)跟反應(yīng)物，生成物的種類、狀態(tài)和變化的量有關(guān)，而跟化學(xué)變化的途徑無關(guān)。 Q Q1 Q2 反應(yīng)物（始態(tài)） A 生成物（終態(tài)） Q3 Q4 Q5 B C Q = Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5 補(bǔ)充二：反應(yīng)熱和鍵能在化學(xué)反應(yīng)中，從反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，物質(zhì)組成中的各原子內(nèi)部并沒有多少變化，但原子間的結(jié)合方式發(fā)生了改變，在這個(gè)過程中，反應(yīng)物中的化學(xué)鍵形成了。第四章 剖析物質(zhì)變化中的能量變化4.1物質(zhì)在溶解過程中有能量變化嗎一、能量的守恒和轉(zhuǎn)化1.人們在日常生活只,感受到各種形式的能:如 (至少寫六種),而且不同形式的能之間可以 ,并且遵守 原則。2.有關(guān)水從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的說法,不正確的是（ ）水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水要吸收熱量當(dāng)物質(zhì)的量相同時(shí)，液態(tài)水的能量比氣態(tài)水的能量低水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水，分子的排列有序程度增加水蒸氣所具有的內(nèi)能，應(yīng)等于液體水的內(nèi)能與變化過程中放出的熱量之和氟利昂作為冰箱的制冷劑，是由于氟利昂從液態(tài)邊為氣態(tài)時(shí)，需要 （放出或吸收）大量熱量但當(dāng)它大量散發(fā)到大氣中去，會(huì)造成破壞 的不良后果用傳統(tǒng)的煤，石油天然氣做燃料，其主要缺點(diǎn)是 。 國際上認(rèn)為能源將是世紀(jì)中后期最理想的能源怎樣理解這一說法？二、溶解的過程和溶解熱現(xiàn)象5.濃硫酸溶于水使溶液的溫度升高，是由于（ ）A.濃硫酸溶于水，只發(fā)生擴(kuò)散過程B.濃硫酸溶于水，只發(fā)生水合過程C.濃硫酸溶于水，擴(kuò)散過程吸收的熱量大于水合過程放出的熱量D.濃硫酸溶于水，擴(kuò)散過程吸收的熱量小于水合過程放出的熱量6.下列說法中，正確的是（ ）A.濃溶液一定是飽和溶液B.析出晶體的溶液是飽和溶液C.任何物質(zhì)的飽和溶液，加熱后都變成不飽和溶液D.飽和溶液中，溶質(zhì)的溶解速率大于結(jié)晶速率7.氯化鈉固體溶解于水時(shí)，溶液的溫度變化不顯著是因?yàn)椋?）A.只發(fā)生水合過程B.只發(fā)生擴(kuò)散過程C.水合過程放出的熱量近似等于擴(kuò)散過程吸收的熱量D.沒有熱效應(yīng)三、溶解和結(jié)晶8.下列說法中，正確的是（ ）A.物質(zhì)在溶解時(shí)總要放出熱量B.物質(zhì)溶解的過程實(shí)質(zhì)上就是電離的過程C.風(fēng)化是結(jié)晶水合物在室溫或干燥的空氣中失去一部分或全部結(jié)晶水的一種變化D.潮解是結(jié)晶水合物在室溫或潮濕的空氣中得到一部分或全部結(jié)晶水的一種變化9.下列說法正確的是（ ）A.從溶液中結(jié)晶出來的晶體都含結(jié)晶水B.晶體失去結(jié)晶水一定是風(fēng)化的結(jié)果C.風(fēng)化與潮解是兩個(gè)正好相反的過程D.某飽和溶液冷卻析出晶體后，該溶液仍為飽和溶液10.使1.25g膽礬加熱失水0.36g，所得晶體的化學(xué)式為（ ） A.CuSO43H2O B.CuSO42H2O C.CuSO4H2O D.CuSO411.有mg某結(jié)晶水合物RaH2O，受熱后失去全部結(jié)晶水，晶體質(zhì)量變?yōu)閚g，由此計(jì)算該結(jié)晶水合物的相對分子質(zhì)量。4.2化學(xué)變化中的能量變化一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)1下列說法正確的是（ ）A放熱反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生B有些吸熱反應(yīng)在常溫下也能發(fā)生C反應(yīng)物的總能量與生成物具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱 D化學(xué)反應(yīng)中的能量變化僅表現(xiàn)為熱量變化.下列敘述中，錯(cuò)誤的是（）.化學(xué)變化中總伴隨能量的變化.化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量都叫做反應(yīng)熱.衡量反應(yīng)熱的大小是以物質(zhì)在反應(yīng)中的熱量變化為標(biāo)準(zhǔn)的.吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng).已知葡萄糖（C6H12O6）在人體組織里發(fā)生氧化反應(yīng)：C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(s)+6H2O(l)+2804kJ（1）用文字表達(dá)上面熱化學(xué)方程式的含義 （2）根據(jù)以上熱化學(xué)方程式，在下面的括號內(nèi)正確填寫 （2）（ ）（3）（ ）物質(zhì)貯藏的能量二、熱化學(xué)方程式4.已知下列熱化學(xué)方程式：2H2（g）O2（g） 2H2O（g）Q12H2（g）O2（g） 2H2O（l）Q2H2（g）O2（g） H2O（g）Q3則氫氣的燃燒熱為AQ1Q2=Q3 BQ1=Q2=Q3 CQ1Q2 =2Q3 DQ1= Q2=Q3/25.N2（g）O2（g） 2NO（g）180.58 kJ ，用文字表述上述熱化學(xué)方程式的含義：_。6.寫出熱化學(xué)方程式，4g甲烷完全燃燒，生成液態(tài)水時(shí)放出熱量222.6kJ。 三、燃料的充分利用7.家用液化氣中主要成分之一是C4H10。在101 kPa時(shí)，10 kg C4H10完全燃燒生成CO2和H2O（l）放出熱量5105 kJ，C4H10的燃燒熱為_，C4H10燃燒的熱化學(xué)方程式為_。8.天然氣、石油、煤等在地球上的蘊(yùn)藏量是有限的，則下列說法正確的是可砍伐樹木、野草作能源可用酒精作能源可利用電解水的方法制得氫氣能源應(yīng)開發(fā)太陽能、核能等新能源大量應(yīng)用風(fēng)能、水能等可再生能源ABCD9.完全燃燒一定質(zhì)量的無水酒精（C2H6O），放出的熱量為136.5kJ，為吸收生成的二氧化碳，消耗掉5.0mol/L的氫氧化鈉溶液80mL，試計(jì)算燃燒1mol無水酒精放出的熱量是多少千焦? 四、銅鋅原電池及其原理10.原電池是把能轉(zhuǎn)化為能的裝置。形成原電池必須要有 、和等三個(gè)條件。11原電池的正極（得到或失去）電子，發(fā)生（氧化或還原）反應(yīng)；負(fù)極（得到或失去）電子。發(fā)生（氧化或還原）反應(yīng)。12實(shí)驗(yàn)室常用含有雜質(zhì)的鋅代替純鋅與稀硫酸的反應(yīng)制取氫氣，含有雜質(zhì)的鋅與稀硫酸反應(yīng)的速率比純鋅與稀硫酸的反應(yīng)的速率快得多，這是因?yàn)?。13、都是金屬，中混有時(shí)，先腐蝕；與組成原電池時(shí)，為電池的正極。三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ?14下列組合，能構(gòu)成原電池的是（）電極電極電解液.鋁銅稀鹽酸.銅銅稀鹽酸.銅鐵蒸餾水.鋁鐵蔗糖溶液4.1物質(zhì)在溶解過程中有能量變化嗎一、能量的守恒和轉(zhuǎn)化 電能，機(jī)械能，動(dòng)能，風(fēng)能，地?zé)崮?，太陽能，潮汐能，核能等轉(zhuǎn)換能量守恒 吸收臭氧層資源有限，不可再生，污染嚴(yán)重；氫能源來源豐富，熱值高，不污染且可循環(huán)使用二、溶解的過程和溶解熱現(xiàn)象5、D 6、B 7、C三、溶解和結(jié)晶8、C 9、 D 10、C 11、18an/(m-n)4.2化學(xué)變化中的能量變化一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)1、C 2、 3、（1）mol固態(tài)的C6H12O6和6mol氣態(tài)的O2反應(yīng)生成6mol氣態(tài)的CO2和6mol液態(tài)的H2O時(shí)，放出2804kJ的熱量。（2）（1）C6H12O6(s)+6O2(g) （2）6CO2(s)+6H2O(l) （3）吸收2804kJ的熱量二、熱化學(xué)方程式4、C 5、1m