剖析物質(zhì)變化中的能量變化PPT

剖析物質(zhì)變化中的能量變化能量瓦特改良蒸汽機(jī)什么是能量？能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種度量18世紀(jì)中葉，瓦特改良蒸汽機(jī)之后，生產(chǎn)力得到了極大的提升能量常見(jiàn)的能量形式：電能熱能……能量能量的轉(zhuǎn)化：能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式能量的傳遞：能量能從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體能量守恒定律：

能量在傳遞和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，各種形式的能量總量保持不變能量守恒定律發(fā)現(xiàn)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(zhì)變化的過(guò)程往往伴隨著能量轉(zhuǎn)化同一物質(zhì)“三態(tài)”時(shí)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(zhuǎn)化時(shí)的能量變化往往表現(xiàn)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(zhì)吸熱——環(huán)境溫度降低物質(zhì)放熱——環(huán)境溫度升高能量的分類按照來(lái)源：太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⒑四?、潮汐能按利用狀況：常規(guī)能源、新能源按形態(tài)：一級(jí)能源、二級(jí)能源按能否循環(huán)：可再生能源、不可再生能源溶解過(guò)程中的能量變化什么是溶液？

一種或以上的物質(zhì)（溶質(zhì)）分散到另一種物質(zhì)（溶劑）里，形成的均一的穩(wěn)定的混合物演示實(shí)驗(yàn)1：KMnO4溶解于水中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溶液中的紫紅色范圍逐漸擴(kuò)大，最后溶液都變成紫紅色了溶解過(guò)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(kuò)散，均勻的分布于整個(gè)溶液。無(wú)色紫紅色溶解過(guò)程中的能量變化演示實(shí)驗(yàn)2：燒堿、氯化銨、食鹽溶解過(guò)程的熱效應(yīng)NaClNaOHNH4Cl水溫溶液溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)論：燒堿溶于水—放熱；食鹽溶于水—無(wú)明顯放熱或吸熱現(xiàn)象；氯化銨溶于水—吸熱溶解過(guò)程中的能量變化物質(zhì)溶解的過(guò)程：1.擴(kuò)散

溶質(zhì)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(kuò)散的過(guò)程。此過(guò)程需要吸熱！

——無(wú)物質(zhì)變化，物理過(guò)程溶解過(guò)程中的能量變化2.水合

溶質(zhì)分子或離子與水結(jié)合，生成水合分子或水合離子的過(guò)程，此過(guò)程會(huì)放熱！

——有新物質(zhì)生成，化學(xué)過(guò)程*溶解時(shí)，擴(kuò)散與水合兩個(gè)過(guò)程同時(shí)發(fā)生無(wú)先后順序，換言之，溶解時(shí)有放熱的過(guò)程也有吸熱的過(guò)程溶解過(guò)程中的能量變化吸熱>放熱溶液總熱效應(yīng)為：吸熱溶解后溶液溫度：降低吸熱<放熱溶液總熱效應(yīng)為：放熱溶解后溶液溫度：升高溶質(zhì)溶解的三種情況：溶解過(guò)程中的能量變化吸熱=放熱溶液總熱效應(yīng)為：無(wú)溶解后溶液溫度：無(wú)變化（擴(kuò)散過(guò)程）吸熱和（水合過(guò)程）放熱的相對(duì)大小決定了溶解后溶液的溫度是降低還是升高！溶解過(guò)程中的能量變化下列說(shuō)法是否正確：1.NaOH溶解只有放熱過(guò)程2.高錳酸鉀溶于水是一個(gè)擴(kuò)散的過(guò)程3.氯化銨溶于水時(shí)，擴(kuò)散過(guò)程的程度大于水和過(guò)程4.食鹽溶于水沒(méi)有放熱過(guò)程也沒(méi)有吸熱過(guò)程溶解過(guò)程中的能量變化濃硫酸是實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的藥品，稀釋濃硫酸的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，試用溶解的兩個(gè)過(guò)程解釋濃硫酸稀釋放出大量熱的原因溶解過(guò)程中的能量變化常見(jiàn)的溶于水后溶液溫度升高的物質(zhì)：

燒堿、濃硫酸常見(jiàn)的溶于水后溶液溫度降低的物質(zhì)：硝酸銨、氯化銨、硝酸鉀小結(jié)能量轉(zhuǎn)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(yīng)：溶解擴(kuò)散過(guò)程（物理過(guò)程）水和過(guò)程（化學(xué)過(guò)程）吸熱放熱相對(duì)大小決定了總的熱效應(yīng)溶解后總的熱效應(yīng)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(jié)晶結(jié)晶：晶態(tài)固體從溶液中析出的過(guò)程溶解：固體溶質(zhì)向水中分散的過(guò)程結(jié)晶和溶解是兩個(gè)相反的過(guò)程無(wú)論是飽和溶液還是不飽和溶液，都存在著溶解和結(jié)晶的兩個(gè)過(guò)程固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)溶解結(jié)晶溶解平衡V溶解：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從固體表面擴(kuò)散到溶劑中的溶質(zhì)數(shù)目V結(jié)晶：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從溶液中結(jié)晶出來(lái)回到固體表面的溶質(zhì)數(shù)目V溶解與V結(jié)晶的關(guān)系溶液是否達(dá)飽和？現(xiàn)象V溶解>V結(jié)晶V溶解<V結(jié)晶V溶解=V結(jié)晶不飽和溶液飽和溶液飽和溶液此時(shí)固體能不斷溶解此時(shí)不斷有固體析出此時(shí)固體不增加也不減少溶解平衡：溶質(zhì)的溶解速率等于結(jié)晶速率溶解平衡將溶質(zhì)投入水中溶解，在t時(shí)刻達(dá)到溶解平衡。如何用v-t圖表示這一過(guò)程？時(shí)間速率0tV溶解V結(jié)晶溶解平衡溶解與結(jié)晶互為可逆過(guò)程動(dòng)態(tài)平衡：平衡時(shí)，V溶解

=V結(jié)晶≠0當(dāng)達(dá)到溶解平衡時(shí)，溶液達(dá)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(jié)晶的方向進(jìn)行溶解平衡的特點(diǎn)：溶解平衡改變溫度改變的條件可以是：溶解度溫度0（1）對(duì)于大部分物質(zhì)而言，升高溫度有利于溶解，如KNO3⑴（2）極少數(shù)物質(zhì)升高溫度反而不利于溶解，如Ca（OH）2⑵（3）還有些物質(zhì)溫度的變化對(duì)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(jìn)溶質(zhì)的溶解如何獲得溶液中的溶質(zhì)？蒸發(fā)——適用物質(zhì)：溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì)，如NaCl冷卻熱飽和溶液——適用物質(zhì)：溶解度隨溫度變化很大的物質(zhì)，如KNO3溶解平衡溶解度溫度0例題：溶液中含AB兩種物質(zhì)，A、B的溶解度隨溫度的變化關(guān)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(wú)法分離晶體與結(jié)晶水合物晶體：自發(fā)形成具有規(guī)則幾何形狀的固體結(jié)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(huì)形成結(jié)晶水合物常見(jiàn)的結(jié)晶水合物：CuSO4·5H2O：膽礬（可以用無(wú)水硫酸銅檢測(cè)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(jié)晶水合物風(fēng)化（化學(xué)變化）：有些結(jié)晶水合物暴露在空氣中，時(shí)間久了會(huì)自發(fā)的失去一部分或全部的結(jié)晶水如石堿風(fēng)化：Na2CO3·10H2O→Na2CO3+10H2O

膽礬受熱是風(fēng)化的過(guò)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(qǐng)利用溶解平衡的觀點(diǎn)解釋：當(dāng)一定量的NaCl投入足量水中，形成飽和溶液的過(guò)程化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)的熱效應(yīng)：反應(yīng)時(shí)放出或吸收的熱量放熱反應(yīng)：有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)+Q吸熱反應(yīng)：有吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)-Q簡(jiǎn)單反應(yīng)中的熱效應(yīng)：C+O2CO2+Q2H2+O22H2O+Q點(diǎn)燃點(diǎn)燃▲反應(yīng)物只有單質(zhì)參與的化合反應(yīng)往往是放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)CaCO3CaO+CO2↑

-Q△▲分解反應(yīng)往往是吸熱反應(yīng)C+CO2CO

-Q高溫▲有化合物參與的化合反應(yīng)，放熱或吸熱都有可能NaOH+HClNaCl+H2O+Q△▲酸堿中和反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)反應(yīng)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(yīng)物的總能量向外部放出能量當(dāng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，發(fā)生吸熱反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，發(fā)生放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化合反應(yīng)中，生成相等物質(zhì)的量的生成物時(shí)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(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式：表示反應(yīng)放出或者吸收熱量的化學(xué)方程式2H2+O22H2O點(diǎn)燃2H2（g）+O2（g）2H2O（l）+571.6KJ①②思考：熱化學(xué)反應(yīng)方程式與普通化學(xué)反應(yīng)方程式有哪些區(qū)別？熱化學(xué)反應(yīng)方程式區(qū)別：熱化學(xué)反應(yīng)方程要在末端注明放出（+）或吸收（-）熱量的具體數(shù)值，熱量單位用J或者KJ表示熱化學(xué)反應(yīng)方程式一般不需要注明反應(yīng)的條件熱化學(xué)反應(yīng)方程式中，任何物質(zhì)都需要注明其聚集狀態(tài)

S—固體；l—液態(tài)；g—?dú)鈶B(tài)★

熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的計(jì)量數(shù)（系數(shù)）與普通化學(xué)方程式的意義不同。普通化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)可以表示參與反應(yīng)的分子數(shù)等；但是熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的系數(shù)只表示參與反應(yīng)的物質(zhì)的量熱化學(xué)反應(yīng)方程式①表示，2個(gè)氫氣分子與1個(gè)氧氣分子通過(guò)點(diǎn)燃可以生成2個(gè)水分子②表示，2mol氫氣與1mol氧氣反應(yīng)可以生成2mol液態(tài)水，并放出571.6KJ熱量如何將反應(yīng)：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(yīng)，生成1mol一氧化碳和1mol氫氣，并需要吸收131.3KJ的熱量熱化學(xué)反應(yīng)方程式如何將文字描述改寫(xiě)為熱化學(xué)反應(yīng)方程式：根據(jù)已知條件寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式注明各物質(zhì)聚集狀態(tài)在末端注明反應(yīng)放出/吸收的熱量及其具體數(shù)值例題：2mol銅與1mol氧氣反應(yīng)，生成2molCuO，放出熱量314KJ練習(xí)：2mol氨氣分解，生成氮?dú)馀c氫氣，需要吸收熱量92.38KJ2NH3（g）→N2（g）+3H2（g）-92.38KJ熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式的特點(diǎn)：1.熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)H2（g）+1/2O2（g）→H2O（l）+285.8KJ2.即便反應(yīng)物與生成物完全相同，但若聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)的熱效應(yīng)也會(huì)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(huì)伴隨著能量變化，從氣態(tài)變化到液態(tài)需要放熱熱化學(xué)反應(yīng)方程式3.如果一個(gè)反應(yīng)逆向也能進(jìn)行，那么它們的熱效應(yīng)相反，但是數(shù)值相同C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）

-131.3KJCO（g）+H2（g）→C（s）+H2O（g）

+131.3KJ4.對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)（物質(zhì)聚集狀態(tài)都相同），如果計(jì)量數(shù)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(xué)反應(yīng)方程式5.一個(gè)化學(xué)過(guò)程，總的熱效應(yīng)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(xué)反應(yīng)方程式在相同的溫度下，有下列三個(gè)熱化學(xué)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(guān)系是:（）A．Q1＝Q2＝Q3B．2Q3＝Q2＜Q1

C．Q3＜Q2＜Q1D．2Q3＝Q1＞Q2B熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式的實(shí)際運(yùn)用：1mol甲烷（g）在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水（l）會(huì)放出890.3KJ熱量。那么標(biāo)況下53.76L甲烷（g）燃燒可以產(chǎn)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：?jiǎn)挝惑w積或單位質(zhì)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(zhì)能源原因：（1）H2燃燒的產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染（2）單位質(zhì)量的H2燃燒熱能相當(dāng)巨大（3）H2作為燃料可以循環(huán)利用水煤氣生產(chǎn)原理：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.4KJ水煤氣原電池原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置實(shí)驗(yàn)：Cu-Zn原電池實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①Zn片不斷溶解；②Cu片上有氣泡溢出；③靈敏電流計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)原理：Zn失去電子被氧化成Zn2+進(jìn)入溶液，而失去的電子則通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H+再?gòu)你~片上獲得電子并被還原為H2，于是電子的定向移動(dòng)和溶液中溶液的自由移動(dòng)就構(gòu)成了一個(gè)回路產(chǎn)生電流原電池正極（+）負(fù)極（-）金屬電子得失情況電子運(yùn)動(dòng)方向電流方向電極上發(fā)生的反應(yīng)總反應(yīng)Cu-Zn原電池：還原反應(yīng)2H++2e→H2↑銅片鋅片+e-e經(jīng)導(dǎo)線負(fù)極正極經(jīng)導(dǎo)線正極負(fù)極氧化反應(yīng)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(fù)極，較不活潑的金屬做正極★反應(yīng)時(shí)負(fù)極金屬不斷消耗原電池的本質(zhì)：氧化還原反應(yīng)的一種形式KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活潑順序表金屬單質(zhì)活潑性逐漸減弱*對(duì)應(yīng)金屬陽(yáng)離子氧化性逐漸增強(qiáng)原電池2.需要有電解質(zhì)溶液（水除外）3.要構(gòu)成閉合回路通常將兩塊電極上端用導(dǎo)線連接起來(lái)，兩塊電極下端浸入電解質(zhì)溶液中，依靠電子的定向移動(dòng)和溶液中離子的自由移動(dòng)產(chǎn)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(gè)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(zhì)區(qū)別：原電池：化學(xué)能→電能電解池：電能→化學(xué)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?qū)~片與鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中構(gòu)成原電池，下列說(shuō)法正確的