第四章剖析物质变化中的能量变化,很全面

1、第四章 剖析物质变化中的能量变化 你到过黄果树吗？假如你站在那飞流直泻的瀑布前，你你到过黄果树吗？假如你站在那飞流直泻的瀑布前，你一定会被这眼前的壮观所吸引。为什么高处的水往下流，一定会被这眼前的壮观所吸引。为什么高处的水往下流，而低处的水不往上流呢？而低处的水不往上流呢？ 这就是由于高处的水的势能高，能量从高处自动转化到这就是由于高处的水的势能高，能量从高处自动转化到低处。那么，势能变小了，减少的那部分能量到哪里去了低处。那么，势能变小了，减少的那部分能量到哪里去了呢？呢？ 是由于转化为动能。是由于转化为动能。 在势能转化为动能的过程中，减少的势能等于增加的动在势能转化为动能的过程中，减少的

2、势能等于增加的动能，能量转化遵循能量守恒原理。能，能量转化遵循能量守恒原理。一、能量的守恒和转化一、能量的守恒和转化 世界是物质的。物质都在不断地运动世界是物质的。物质都在不断地运动着着, ,没有不运动的物质没有不运动的物质, ,也没有无物质的也没有无物质的运动。运动是物质的固有属性运动。运动是物质的固有属性, ,物质的运物质的运动形式又是多种多样的动形式又是多种多样的, ,如机械运动、分如机械运动、分子热运动、电磁运动等。子热运动、电磁运动等。想一想： 有没有不运动的物质？ 有没有无物质的运动？能量是物质运动的一种度量能量是物质运动的一种度量 自然界一切物质都具有能量。用钉自然界一切物质都具

3、有能量。用钉子挂在墙壁的挂历，当钉子锈蚀后会掉子挂在墙壁的挂历，当钉子锈蚀后会掉在地上，是由于挂历本身存在能量，如在地上，是由于挂历本身存在能量，如势能，当它掉下后一部分能量传递给地势能，当它掉下后一部分能量传递给地面，本身能量降低。面，本身能量降低。想一想：有没有无能量的物质？ 能量具有各种不同的形式，能量具有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递的过程个物体，在转化和传递的过程中，各种形式能量的总量保持中，各种形式能量的总量保持不变。不变。 那么，当挂历落下的过程中，总的那么，当挂历落下的

4、过程中，总的能量会改变吗？能量会改变吗？ 回答是否定的。回答是否定的。这就是这就是能量守恒定律能量守恒定律 人在饥饿的时候会感到四肢无力，人在饥饿的时候会感到四肢无力，此时若补充食物，马上有了力气。此时若补充食物，马上有了力气。这是由于食物中的能量传递给了人这是由于食物中的能量传递给了人的缘故。的缘故。 那么，食物的能量来自何方？那么，食物的能量来自何方？ 来自太阳。来自太阳。 太阳具有巨大的能量，它能引起一太阳具有巨大的能量，它能引起一系列的物质转化和能量转化。系列的物质转化和能量转化。 地球上的一切生物能归根到底来自地球上的一切生物能归根到底来自太阳。太阳。太阳能植物(生物能)矿物燃料(煤

5、、石油、天然气)食物燃料热能动能光合作用地壳运动 食物中产生能量的营养物质主要是糖类、脂肪和食物中产生能量的营养物质主要是糖类、脂肪和蛋白质，它们是人体所需能量的主要来源。蛋白质，它们是人体所需能量的主要来源。 那么，相同质量的糖类、脂肪和蛋白质三种营养那么，相同质量的糖类、脂肪和蛋白质三种营养物质中，哪个提供的能量最高？物质中，哪个提供的能量最高？ 不难发现，相同质量的脂肪提供的能量最高，故不难发现，相同质量的脂肪提供的能量最高，故脂肪有高能量物质之称。脂肪有高能量物质之称。探究：物质三态变化中的能量变化。 液态水怎样变成气态水？ 我们知道，将水加热，液态水会变成气态水。 表明水从液态转化为

6、气态的过程中，从外界得到了能量。 则根据能量守恒定律可知，气态水的能量比液态水的能量高。 同理，液态水的能量比固态水的能量高。探究：物质三态变化中的能量变化。 能量从高转化到低时，总有能量放出。 能量从低转化到高时，总要吸收能量。 物质的三态能量转化如下：固态气态液态吸收能量放出能量吸收能量放出能量 日常生活中，人们运日常生活中，人们运用这一变化规律调节用这一变化规律调节环境的温度，营造舒环境的温度，营造舒适的居住环境。工业适的居住环境。工业生产中，运用这一规生产中，运用这一规律制造热交换器，用律制造热交换器，用于对原料的预热或产于对原料的预热或产品的降温。品的降温。二、溶解的过程和溶解热现象

7、二、溶解的过程和溶解热现象 想一想：什么是溶液？溶液有何特征？ 溶液是由一种或几种物质（溶质）分散到另一种物质（溶剂）中，形成的均匀、透明和稳定的混合物。 溶液不同于一般的混合物，它是均匀、透明和稳定的。 所谓均匀是指溶液中的溶质的分散程度很高，达到分子（或离子）水平。1 1、物质的溶解过程、物质的溶解过程探究：物质的溶解过程 溶质是如何分散到溶剂中，又如何形成均匀、稳定的混合物呢？ 实验：将一小粒高锰酸钾晶体轻轻地放入盛有实验：将一小粒高锰酸钾晶体轻轻地放入盛有水的烧杯中，观察现象。水的烧杯中，观察现象。 现象：在水中放入紫黑色的高锰酸钾晶体后，可以清楚地看到，晶体外边的高锰酸钾扩散到水中，

8、水中的紫红色范围逐渐扩大，最后变成均匀的紫红色溶液。探究：物质的溶解过程 原因：高锰酸钾晶体表面的微粒在水分子的作用下，不断被“水”分子拖入水中，电离成无色的钾离子和紫红色的高锰酸根离子。 这两种离子又在水分子作用下，克服离子间的引力，逐渐向水中扩散，分布于整个溶液中，因而使溶液变成了紫红色。 KMnO4 K+ + MnO4- 想一想：物质溶解时是否只存在溶质的扩散过程？想一想：物质溶解时是否只存在溶质的扩散过程？ 物质的扩散过程是在水分子作用下，溶质分子或离子向水中分散。扩散时必须克服微粒间的作用，这部分能量来自水。 水分子提供能量后，自身能量必然降低，温度降低。 故故物质扩散应该是一个吸热

9、过程物质扩散应该是一个吸热过程。 如果要知道物质溶解时是否只存在溶质的扩散如果要知道物质溶解时是否只存在溶质的扩散过程，只要将不同的物质溶解于水，测定水温过程，只要将不同的物质溶解于水，测定水温的变化，如果所有溶解过程都是水温降低，则的变化，如果所有溶解过程都是水温降低，则溶解时才可能只存在溶质的扩散过程。反之，溶解时才可能只存在溶质的扩散过程。反之，一定还存在其他过程。一定还存在其他过程。2、溶解过程中的能量变化 物质溶解于水时水温并不都是降低物质溶解于水时水温并不都是降低 如水中溶入氯化铵后，水温降低如水中溶入氯化铵后，水温降低 水中溶入氢氧化钠后，水温升高水中溶入氢氧化钠后，水温升高 水

10、中溶入氯化钠时，水温相差不大水中溶入氯化钠时，水温相差不大 显然，物质溶解时，不仅存在扩散过程，显然，物质溶解时，不仅存在扩散过程，还存在着其他过程。还存在着其他过程。 由于物质溶解后，溶液中还存在大量的水分子，由于物质溶解后，溶液中还存在大量的水分子，以及物质溶解后的微粒（离子和分子），这些微以及物质溶解后的微粒（离子和分子），这些微粒也可以与水分子结合，同时释放出能量，导致粒也可以与水分子结合，同时释放出能量，导致水温升高。水温升高。溶解过程溶解过程扩散扩散化学过程化学过程物理过程物理过程放热放热吸热吸热水合水合小结小结 物质的溶解通常有两个过程:一个是溶质的分子或离子在水分子作用下向水中

11、扩散,在这个过程中,溶质分子或离子要克服分子或离子之间的引力,需要向外界吸收热量,是物理过程;另一个是溶质分子或离子和水分子结合成水合分子或水合离子的过程,这一过程放出热量,是化学过程. 由于物质溶解时不可能溶质的分子或离子扩由于物质溶解时不可能溶质的分子或离子扩散时吸收的能量完全等于溶质的分子或离子散时吸收的能量完全等于溶质的分子或离子水合时放出的热量水合时放出的热量,故不可能有哪种物质溶故不可能有哪种物质溶解时温度不发生变化解时温度不发生变化. 问问:氯化钠溶液中存在哪些微粒氯化钠溶液中存在哪些微粒? 氯化钠溶液中存在钠离子、氯离子、水合钠氯化钠溶液中存在钠离子、氯离子、水合钠离子离子 、

12、水合氯离子、水合氯离子 、水分子。、水分子。 中学中常见的溶解时放热的物质有中学中常见的溶解时放热的物质有NaOH、浓浓H2SO4 CaO等等,溶解时吸热的物质有溶解时吸热的物质有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等，溶解时热量变化不明等，溶解时热量变化不明显的物质有显的物质有NaCl等等三、溶解与结晶三、溶解与结晶 在学习海水晒盐时我们知道，将海水照在学习海水晒盐时我们知道，将海水照晒后，食盐会从溶液中析出。这是为什晒后，食盐会从溶液中析出。这是为什么呢？么呢？ 将海水照晒后，随着水分的蒸发，溶液将海水照晒后，随着水分的蒸发，溶液的浓度增大，溶液中离子碰撞的机会增的浓度增大，溶液中离子碰撞的

13、机会增加，当钠离子与氯离子相遇后结合成氯加，当钠离子与氯离子相遇后结合成氯化钠，随着水的蒸发，生成的氯化钠不化钠，随着水的蒸发，生成的氯化钠不断地从海水中析出。断地从海水中析出。 使晶态溶质从溶液中析出的过程叫结晶。使晶态溶质从溶液中析出的过程叫结晶。 物质溶解后，溶质分子或离子克服微粒间的引力，物质溶解后，溶质分子或离子克服微粒间的引力，离开晶体表面进入溶液中。同样，溶液中的溶质分离开晶体表面进入溶液中。同样，溶液中的溶质分子或离子也会碰撞到固体表面，被固体表面的微粒子或离子也会碰撞到固体表面，被固体表面的微粒吸引，不断地在晶体表面聚集成晶体。吸引，不断地在晶体表面聚集成晶体。 因此，物质的

14、溶解与结晶是两个同时进行的因此，物质的溶解与结晶是两个同时进行的相反的过程，通常用相反的过程，通常用“ ”“ ”号表示号表示固体溶质固体溶质 溶液中的溶质溶液中的溶质溶解溶解结晶结晶 只是开始时析出的晶体量小于溶解的溶只是开始时析出的晶体量小于溶解的溶质的量，故表现为溶解。质的量，故表现为溶解。 当溶质开始溶解时，在单位时当溶质开始溶解时，在单位时间内从固体溶质表面扩散到溶间内从固体溶质表面扩散到溶剂里的溶质微粒数目，比回到剂里的溶质微粒数目，比回到固体表面的溶质微粒数目多，固体表面的溶质微粒数目多， 即即V（溶解）（溶解） V （结晶）（结晶） 此时，从表面上看，固体溶质此时，从表面上看，固

15、体溶质在不断地溶解（减少）在不断地溶解（减少） 随着溶液里溶质微粒的逐渐增加，由溶随着溶液里溶质微粒的逐渐增加，由溶液里回到固体溶质表面的微粒数也随之液里回到固体溶质表面的微粒数也随之增加，溶质结晶的量逐渐增加。增加，溶质结晶的量逐渐增加。 当单位时间内扩散到溶液里的溶质微粒当单位时间内扩散到溶液里的溶质微粒数目，与回到固体溶质表面的溶质微粒数目，与回到固体溶质表面的溶质微粒数目相等时，数目相等时， 即即V（溶解）（溶解）= V （结晶）（结晶） 此时，从表面上看，固体溶质不再减少，此时，从表面上看，固体溶质不再减少，也不再增加。也不再增加。 当固体溶质不再减少，也不当固体溶质不再减少，也不再

16、增加时，称再增加时，称溶解平衡溶解平衡。达到。达到溶解平衡的溶液是饱和溶液。溶解平衡的溶液是饱和溶液。使溶液中析出晶体的方法使溶液中析出晶体的方法主要有：主要有：蒸发溶剂和改变温度。蒸发溶剂和改变温度。想一想：想一想： 使溶液中析出晶体可采取使溶液中析出晶体可采取哪些方法？哪些方法？随着温度的变化而溶解度不大的随着温度的变化而溶解度不大的物质，一般用蒸发溶剂的方法从物质，一般用蒸发溶剂的方法从溶液中提取。溶液中提取。溶解度的变化随温度变化较大的溶解度的变化随温度变化较大的固体溶质，一般采用改变温度的固体溶质，一般采用改变温度的方法来使溶液中的溶质析出。方法来使溶液中的溶质析出。KAl(SO4)

17、212H2OCuSO45H2O思考题（思考题（1） 硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是物理变化还是硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是物理变化还是化学变化？还是两者皆有之？化学变化？还是两者皆有之？ 解析：解析： 物理变化和化学变化的最大区别是有没有新的物理变化和化学变化的最大区别是有没有新的物质生成。硫酸铜晶体和无水硫酸铜的化学式物质生成。硫酸铜晶体和无水硫酸铜的化学式不同，结构肯定也不同，属于不同物质，故由不同，结构肯定也不同，属于不同物质，故由硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜的过程中有新的硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜的过程中有新的物质生成，主要是化学变化，由于颜色和外形物质生成，主要是化学变化，由于颜色和外形

18、同时也发生了变化，所以也是物理变化。同时也发生了变化，所以也是物理变化。思考题（思考题（2） 硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜与无水硫硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜与无水硫酸铜转化为硫酸铜晶体是否是可逆反应？酸铜转化为硫酸铜晶体是否是可逆反应？ 解析：解析： 可逆反应是在相同条件下，向两个相反可逆反应是在相同条件下，向两个相反方向进行的反应。硫酸铜晶体转化为无方向进行的反应。硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜时需要加热，而无水硫酸铜转水硫酸铜时需要加热，而无水硫酸铜转化为硫酸铜晶体时不需要加热，两个过化为硫酸铜晶体时不需要加热，两个过程条件不同，故不是可逆反应。程条件不同，故不是可逆反应。思考题（思考题（3）

19、硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是风化吗？硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是风化吗？ 浓硫酸吸收空气中的水蒸气后变稀是潮解吗？浓硫酸吸收空气中的水蒸气后变稀是潮解吗？ 解析：解析： 风化是指在室温下和干燥的空气中会失去一部分或全风化是指在室温下和干燥的空气中会失去一部分或全部结晶水的现象。部结晶水的现象。 硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜不是在室温下和干燥的硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜不是在室温下和干燥的空气中进行的，而是在加热条件下进行的，故这一过空气中进行的，而是在加热条件下进行的，故这一过程不是风化。程不是风化。 潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐渐潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐渐形

20、成溶液的现象。形成溶液的现象。 浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不是浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不是潮解。潮解。第四章 剖析物质变化中的能量变化一、化学反应中的热效应一、化学反应中的热效应 化学反应时所放出或吸收的热量，化学反应时所放出或吸收的热量，叫作反应的热效应。叫作反应的热效应。 化学反应中有热量放出的反应，化学反应中有热量放出的反应，叫做放热反应。叫做放热反应。 化学反应中需要吸收热量的反应，化学反应中需要吸收热量的反应，叫做吸热反应。叫做吸热反应。想一想：据你所知，哪些化学反应有热量放出？我们平时用煤气烧饭，表明煤气燃烧是放热反应。我们平时用煤气烧饭，表明煤气

21、燃烧是放热反应。2CO + O2 2CO2 + Q点燃点燃 有时，我们看到建筑工人将生石灰投入水中，水有时，我们看到建筑工人将生石灰投入水中，水会沸腾，表明生石灰与水的反应也是放热反应。会沸腾，表明生石灰与水的反应也是放热反应。CaO + H2O Ca(OH)2 + Q化学反应是否都是放热反应？想一想：在一个烧得很旺的煤炉上泼洒少量水，想一想：在一个烧得很旺的煤炉上泼洒少量水， 有什么现象？有什么现象？ 如果泼洒大量水，又会有什么现象？如果泼洒大量水，又会有什么现象？推测：烧得很旺的煤炉上泼洒一些水，火焰更旺。推测：烧得很旺的煤炉上泼洒一些水，火焰更旺。 如果泼洒大量水，煤炉就会熄灭。这是什么

22、原因？如果泼洒大量水，煤炉就会熄灭。这是什么原因？C + H2O CO + H2高温高温红热的煤炭上泼洒了水以后，会发生如下反应：红热的煤炭上泼洒了水以后，会发生如下反应： 我们知道，煤在空气中燃烧是一个放热反应，鼓入我们知道，煤在空气中燃烧是一个放热反应，鼓入的空气越多，放出的热量越大，炉温升得越高。的空气越多，放出的热量越大，炉温升得越高。 如果上述反应也是放热反应，那就会象煤在空气如果上述反应也是放热反应，那就会象煤在空气中燃烧一样，水泼得越多，炉温升得越高，煤炉不中燃烧一样，水泼得越多，炉温升得越高，煤炉不会熄灭。但上述与事实相反，故上述反应是一个吸会熄灭。但上述与事实相反，故上述反应

23、是一个吸热反应。热反应。 那为什么泼上少量水以后火焰会更旺呢？泼的水的那为什么泼上少量水以后火焰会更旺呢？泼的水的量越少，反应吸收的热量越少，炉温降的很少，没有量越少，反应吸收的热量越少，炉温降的很少，没有降到煤炭、一氧化碳、氢气的着火点以下，而产生的降到煤炭、一氧化碳、氢气的着火点以下，而产生的一氧化碳和氢气则燃烧起来，由于气体一般比固体更一氧化碳和氢气则燃烧起来，由于气体一般比固体更易燃烧，故看到火焰更旺。易燃烧，故看到火焰更旺。结论：化学反应既有放出热量的反应，也有吸收热量的反应。石灰窑厂烧制石灰，消耗大量的热能，石灰窑厂烧制石灰，消耗大量的热能，表明该反应也是吸热反应。表明该反应也是吸

24、热反应。吸热反应和放热反应最大的区别是什么？吸热反应和放热反应最大的区别是什么？放热反应发生后，只要不断补充反应物，放热反应发生后，只要不断补充反应物，反应能持续进行下去；而吸热反应只补反应能持续进行下去；而吸热反应只补充反应物，不维持反应条件，反应就会充反应物，不维持反应条件，反应就会停下来。停下来。因此，当反应开始后，放热反应能自发因此，当反应开始后，放热反应能自发地进行下去，而吸热反应不能自发地进地进行下去，而吸热反应不能自发地进行下去。行下去。 那么，化学上如何区别吸热反应和放热反应呢？ 中学化学中，用中学化学中，用“Q”表示热量的符号，表示热量的符号，热量的单位常用千焦热量的单位常用

25、千焦“kJ”. 放出热量的反应，在反应式右边用放出热量的反应，在反应式右边用“+Q”“+Q”表示；表示； 吸收热量的反应，在反应式右边用吸收热量的反应，在反应式右边用“-Q”表示。表示。化学反化学反应的热应的热效应效应放热反应放热反应要吸收热量要吸收热量有热量放出有热量放出-Q+Q吸热反应吸热反应是否所有反应的热效应都能明显地感受到呢？是否所有反应的热效应都能明显地感受到呢？实验：盐酸和氢氧化钠溶液的反应实验：盐酸和氢氧化钠溶液的反应想一想：想一想：如果不做这个实验，你能否判断中如果不做这个实验，你能否判断中和反应是吸热反应还是放热反应？和反应是吸热反应还是放热反应？ 一般来说，吸热反应是不能

26、自一般来说，吸热反应是不能自发地进行下去的，而放热反应是能发地进行下去的，而放热反应是能自发地进行下去的。自发地进行下去的。 中和反应能自发地进行下中和反应能自发地进行下去，且反应程度很大，是一个放去，且反应程度很大，是一个放热反应。热反应。为什么有的反应是放热反应，有的反应为什么有的反应是放热反应，有的反应是吸热反应？是吸热反应？化学反应中有的放热，有的吸热。化学反应中有的放热，有的吸热。由物质三态转化时的能量变化推测，化由物质三态转化时的能量变化推测，化学反应中的反应物与生成物的内能（称学反应中的反应物与生成物的内能（称化学能）不同，是导致化学反应中有能化学能）不同，是导致化学反应中有能量

27、变化的根本原因。量变化的根本原因。怎样的反应是放热反应？怎样的反应怎样的反应是放热反应？怎样的反应是吸热反应？是吸热反应？ 反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量高高于生成物所具于生成物所具有的总能量，发生反应时有能量释放出来，有的总能量，发生反应时有能量释放出来，是放热反应。是放热反应。 反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量低低于生成物所具于生成物所具有的总能量，发生反应时反应物要吸收能有的总能量，发生反应时反应物要吸收能量才能转化为生成物，是吸热反应。量才能转化为生成物，是吸热反应。 化学反应的过程，是储存在物化学反应的过程，是储存在物质内部的能量转化为热能等释放出质内部的能量转化为

28、热能等释放出来，或者是热能等转化为物质内部来，或者是热能等转化为物质内部的能量而被储存起来的过程。的能量而被储存起来的过程。 那么，能量高的物质稳定，还是能量低那么，能量高的物质稳定，还是能量低的物质稳定？的物质稳定？ 我们知道，液态水比水蒸气稳定，但液态水的能量却比水蒸气低，由此可知，物质的能量越高越不稳定，越低越稳定。 显然，放热反应中，反应物的总能显然，放热反应中，反应物的总能量高，不稳定，生成物的总能量低，较量高，不稳定，生成物的总能量低，较稳定，放热反应是物质从不稳定转化为稳定，放热反应是物质从不稳定转化为稳定的过程。稳定的过程。 由此进一步可推测，放热反应中，由此进一步可推测，放热

29、反应中，放出的能量越多，反应越容易，生成物放出的能量越多，反应越容易，生成物越稳定。越稳定。二、热化学方程式二、热化学方程式试比较以下两个方程式的不同点试比较以下两个方程式的不同点：C + O2 CO2点燃点燃C(s)+O2(g)CO2(g)+393.5kJ探究：热化学方程式的意义探究：热化学方程式的意义已知如下热化学方程式：2H2(s)+O2(g) 2H2O (l)+571.6kJ你从中可得到哪些结论？你从中可得到哪些结论？该反应是吸热反应还是放热反应？该反应是吸热反应还是放热反应？热化学方程式中的系数能否用分数表示，为什么？热化学方程式中的系数能否用分数表示，为什么？是否无论氢气多少，燃烧

30、时都产生那么多的热是否无论氢气多少，燃烧时都产生那么多的热量？量？如果一定量的氢气燃烧后，产物是气态水，产如果一定量的氢气燃烧后，产物是气态水，产生的热量相同吗？生的热量相同吗？表示化学反应所放出或吸收热量的化学表示化学反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式与一般化学方程式的区别：热化学方程式与一般化学方程式的区别：热化学方程式一般不用注明反应条件。热化学方程式一般不用注明反应条件。热化学方程式中化学式前面的系数代表该物质的物质热化学方程式中化学式前面的系数代表该物质的物质的量，反应热的大小要与系数相对应；的量，反应热的大小要与系数相对应；热

31、化学方程式要注明各物质的聚集状态；热化学方程式要注明各物质的聚集状态；热化学方程式中要注明热化学方程式中要注明“+”“+”或或“-”“-”号及热量的数值号及热量的数值和单位；和单位；根据热化学方程式的计算根据热化学方程式的计算计算的理论依据：热化学方程式中的系数就是表计算的理论依据：热化学方程式中的系数就是表示反应中该物质的物质的量。示反应中该物质的物质的量。甲烷燃烧的热化学方程式如下：甲烷燃烧的热化学方程式如下：CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O(l) +890.3kJ求在标准状况下燃烧1m3甲烷所放出的热量1mol可燃物充分燃烧生成稳定化合物时的反应热称为燃烧热.解解:

32、设放出的热量为设放出的热量为Q,则则:答：在标准状况下，燃烧答：在标准状况下，燃烧1m3甲烷放出甲烷放出 39745 kJ的热。的热。 =39745 kJ1m31000L/m3 22.4L/mol 890.3kJ/mol根据如下热化学方程式：根据如下热化学方程式：求求1mol 水由气态转化为液态时的热量变化。水由气态转化为液态时的热量变化。2H2(g) + O2(g)2H2O(l) +571.6kJ H2(g) +1/2 O2(g)H2O(g) +241.8kJ 解：解： 式除以式除以2减去式，可得减去式，可得0H2O(l)-H2O(g) +285.8kJ-241.8kJ H2O(g) H2O

33、(l)+44kJ 则则1mol水由气态转化为液态将放出水由气态转化为液态将放出44kJ的热量的热量三、燃料的充分利用三、燃料的充分利用使燃料充分利用，要考虑：使燃料充分利用，要考虑：1、燃料的充分燃烧、燃料的充分燃烧2、热能的充分利用、热能的充分利用若空气不足，则燃烧不完全若空气不足，则燃烧不完全浪费，污染浪费，污染若空气太足，则要带走热量若空气太足，则要带走热量热量损失热量损失通入空气的量：通入空气的量：燃料的形态：燃料的形态：固、液与空气接触面有限，燃烧不完全，故要固、液与空气接触面有限，燃烧不完全，故要增加与空气的接触面，就要把固体燃料粉碎，增加与空气的接触面，就要把固体燃料粉碎，把液体

34、燃料喷成雾状。把液体燃料喷成雾状。热值水煤气水煤气热交换热交换能源能源利用率利用率标准煤标准煤H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； = -57.3 kJ/molH1.定义定义 在在稀溶液稀溶液中，酸和碱发生中和反应而中，酸和碱发生中和反应而生成生成1mol1mol水水时放出的热量。时放出的热量。 研究条件：稀溶液研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：生成物及其物质的量：1mol1mol 放出的热量：放出的热量：57.3kJ/mol57.3kJ/mol注：注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反反应生成应生成1molH

35、1molH2 2OO放出的热小于放出的热小于57.3KJ/mol57.3KJ/mol一、中和热：一、中和热：2 2中和反应反应热的实验中和反应反应热的实验测定测定 （1）实验药品：）实验药品：50 ml、0.50 mol/L的的盐酸盐酸和和50 ml、0.55 mol/L氢氧化钠氢氧化钠溶液溶液（2）实验仪器：）实验仪器：简易量热计简易量热计 量筒量筒 （50 mL）两个）两个实验原理：实验原理：H H= = 4.18 m4.18 mt t1010-3-30.0250.025kJ/molkJ/mol(4)(4)实验步骤：实验步骤：a a、药品取用药品取用 用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL

36、 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净然后把温度计上的酸用水冲洗干净。 用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L50 mL 0.55 mol/L NaOH NaOH溶液，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOHNaOH溶液溶液 的温度，记入下表。的温度，记入下表。b b、酸碱混合酸碱混合把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液溶液迅速迅速倒入量热计（倒入量热计（注意不要注意不要洒到外面洒到外面）。立即立即盖上盖板

37、盖上盖板, ,用用环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒轻轻轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。记为终止温度，记入下表。c c、 数据处理数据处理d d、 重复以上实验两次重复以上实验两次H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/mol理论上理论上：强酸、强碱强酸、强碱稀溶液稀溶液反应反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H= 57.3kJ/moL 为何所测得的数据不是为何所测得的数据不是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，分析产生误，分析产生误差的原因。差的原因。1.1.量取溶液的量取溶液的体积体积有误

38、差有误差2.2.温度计温度计的的读数读数有误。有误。3.3.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。损失而引起误差。4.4.实验过程中有液体实验过程中有液体洒洒在外面。在外面。5 5. .混合酸、碱溶液时，混合酸、碱溶液时，动作缓慢动作缓慢，导致实验误差。，导致实验误差。6 6. .隔热操作隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。问题探究问题探究1 1、简易量热计简易量热计中中 ，为何要使两杯口相平？，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？填碎纸条的作

39、用是什么？减少热量损失减少热量损失2 2、酸、碱混合时，为何要把量筒中的、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOHNaOH溶液溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？问题探究问题探究减少热量损失减少热量损失3 3、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？搅拌棒？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大4 4、为什么用、为什么用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验？进行上述实验？可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。可以保证盐酸完全

40、反应。使测得的热量更加准确。问题探究问题探究5 5、判断下列实验操作对中和、判断下列实验操作对中和反应反应反应反应热测定热测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。的数值有如何影响？填变大变小或者不变。大烧杯上没有盖硬纸板大烧杯上没有盖硬纸板实验中改用实验中改用60 mL 0.50 mol/L60 mL 0.50 mol/L盐酸跟盐酸跟50 mL 50 mL 0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液进行实验溶液进行实验变小变小不变不变 1、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？ 答：中和热是酸碱在稀溶液中发生中和反应生成答：中和热是酸碱在稀溶

41、液中发生中和反应生成 lmol水时所放出的热量，为什么要指明在稀溶液中呢？水时所放出的热量，为什么要指明在稀溶液中呢？因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不到足够的水分子，因此也不能完全电离为自由移动的到足够的水分子，因此也不能完全电离为自由移动的离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化，电离要吸收热量，离子的水化要放出热量，子的水化，电离要吸收热量，离子的水化要放出热量，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，这样就没有一个

42、统一标准了。这样就没有一个统一标准了。 2、为什么强酸强碱的中和热是相同的？、为什么强酸强碱的中和热是相同的？ 答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是反应就是H+与与OH-结合成结合成H2O的反应，每生成的反应，每生成lmol水放出的热量（中和热）是相同的，均为水放出的热量（中和热）是相同的，均为 573 kJmol。3、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于 573 kJmol？答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸

43、或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由电离过程要吸收热量，此热量就要由H+与与OH-结合成结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于 573 kJ/mol。4、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结果偏低，造成如此现象的主要原因有：果偏低，造成如此现象的主要原因有：（1）仪器保温性能差。课本中用大小烧杯间的碎纸片）仪器保温性能差。

44、课本中用大小烧杯间的碎纸片来隔热保温，其效果当然不好，免不了热量散失，所来隔热保温，其效果当然不好，免不了热量散失，所以结果偏低，这是主要原因；以结果偏低，这是主要原因；（2）实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因）实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低；此也使结果偏低；（3）计算中假定溶液比热容为计算中假定溶液比热容为418 J（g），密），密 度为度为 1gcm3，实际上这是水的比热容和密度，酸，实际上这是水的比热容和密度，酸 碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低结果偏低 。5、为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低

45、的主要原因？、为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低的主要原因？答：实验中温度升高得不多，所以烧杯、玻璃棒吸收的热答：实验中温度升高得不多，所以烧杯、玻璃棒吸收的热量甚小，影响不大；而酸、碱溶液是稀溶液，实际密度量甚小，影响不大；而酸、碱溶液是稀溶液，实际密度对比热容与水相差甚微；所以此影响更微弱。因此说，对比热容与水相差甚微；所以此影响更微弱。因此说，结果偏低的主要原因是保温性能差，若能改进装置，比结果偏低的主要原因是保温性能差，若能改进装置，比如用保温杯代替烧杯，使保温性能良好，就更能接近理如用保温杯代替烧杯，使保温性能良好，就更能接近理论值。论值。6、离子方程式、离子方程式H+OH-=H

46、2O代表了酸碱中和反应的实质，代表了酸碱中和反应的实质，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？能否用此代表所有中和反应的离子方程式？答：离子方程式书写要求答：离子方程式书写要求“将难电离或难溶的物质以及气将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示体等用化学式表示”，所以弱酸、弱碱参与中和反应时，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为：程式就应当写为： HAc+OH-=Ac-+H2O ，只有可溶性强酸强碱的离子方，只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。程式才可能如此表示。7、为什么中和热测

47、定中要用稍过量的碱？能不能用过量的、为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？酸？答：这是为了保证碱（或酸）能够完全被中和。答：这是为了保证碱（或酸）能够完全被中和。H+与与OH-相互接触碰撞才能发生反应，如果用等量的酸、碱，随相互接触碰撞才能发生反应，如果用等量的酸、碱，随着反应的进行，着反应的进行， H+与与OH-相互碰撞接触的机会越来越少，相互碰撞接触的机会越来越少，越来越困难，可能有一部分越来越困难，可能有一部分 H+与与OH-就不能反应，而在就不能反应，而在一种微粒过量的情况下，则大大增加了另一种微粒完全一种微粒过量的情况下，则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量

48、的酸，因为反应的机会。不能用过量的酸，因为NaOH溶液易吸收溶液易吸收空气中的空气中的CO2而使而使NaOH浓度下降，过量的碱能保证酸完浓度下降，过量的碱能保证酸完全被中和，从而提高实验准确度。此外，也为了便于计全被中和，从而提高实验准确度。此外，也为了便于计算，因为相同浓度时盐酸的密度比氢氧化钠的大，算，因为相同浓度时盐酸的密度比氢氧化钠的大，1mol/L盐酸和盐酸和1.1mol/L氢氧化钠溶液的密度可以近似氢氧化钠溶液的密度可以近似作为作为1g/mL，故，故NaOH要过量。要过量。8 为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环行玻璃棒会为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环行玻璃棒会不会有

49、影响？不会有影响？答：为了使反应充分若用铁丝取代环行玻璃棒会使铁与答：为了使反应充分若用铁丝取代环行玻璃棒会使铁与酸反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值偏低酸反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值偏低二、燃烧热二、燃烧热 1. 1.定义：在定义：在25,25,101 kPa时，时，1 mol纯纯物质物质完全燃烧生成稳定的氧化物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热通常可由实验测得（量热器）。燃烧热通常可由实验测得（量热器）。在理解物质燃烧热的定义时，要注意在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：以下几点： 什么是燃烧热？是不是物质

50、燃烧放出的热什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？量就叫燃烧热呢？研究条件：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：研究内容：放出的热量。（放出的热量。（HQ2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D无法确定A设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！盖斯定律的灵活应用盖斯定律的灵活应用应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项1.将一个热化学方程式颠倒时，将一个热化学方程式颠倒时， H的的“+”、“-”必须随之改变必须随之改变2.

51、热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数据也必须乘以该数数时，反应热数据也必须乘以该数3.热化学方程式相加减时，同种物质之间可以加减，热化学方程式相加减时，同种物质之间可以加减，反应热也随之相加减反应热也随之相加减 1、什么是能源？能源的作用？、什么是能源？能源的作用？ 就是能提供能量的就是能提供能量的自然资源自然资源，包括化，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。风力、流水、潮汐以及柴草等。 能源的开发和利用可以用来衡量一个能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济

52、发展和科学技术水国家或地区的经济发展和科学技术水平。平。 四、能源四、能源2、当今世界上重要的能源是什么？什么当今世界上重要的能源是什么？什么是新能源？怎样解决能源枯竭问题？节是新能源？怎样解决能源枯竭问题？节约能源的重要措施是什么？约能源的重要措施是什么？化石燃料：化石燃料：煤、石油、天然气煤、石油、天然气新能源：新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。海洋能和生物能。解决的办法解决的办法 ：开源节流；即开发新能源，：开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。节约现有能源，提高能源的利用率。措施：措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分科学地

53、控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。燃烧，提高能源的利用率。 化学能可以转变为热能，还化学能可以转变为热能，还可以转变为其他形式的能量。可以转变为其他形式的能量。 把化学能转变为电能的装置，我们称为化学电源，习惯上称为电池。化学电源原电池蓄电池燃料电池一、原电池的原理将将Zn片片插入插入H2SO4溶液中有什溶液中有什么现象？为么现象？为什么？什么？ 将将Cu片片插入插入H2SO4溶液中有什溶液中有什么现象？为么现象？为什么？什么？思考与讨论思考与讨论若将若将Zn片片,Cu片用一片用一导线连接再导线连接再浸在浸在H2SO4溶液中，有溶液中，有什么什么现象现象？为什么？为什么？将一将一

54、Zn片片,Cu片平片平行插入行插入H2SO4溶溶液中，有什液中，有什么么现象现象？为？为什么？什么？导线间接一电导线间接一电流计有何流计有何现象现象产生？为什么？产生？为什么？用一干电池连接用一干电池连接电流计验证电子流电流计验证电子流向，确定向，确定Zn片片, Cu片的正负极是怎样片的正负极是怎样的？的？原电池演示化学能化学能 转变为转变为的的装置装置就叫就叫 原电池原电池。把把电能电能1、什么是原电池？2.构成原电池的条件是什么？(1)有两个相连的电极有两个相连的电极 导体；导体； 相连的形式可以多种多样的；相连的形式可以多种多样的； 电极材料可以多种多样。电极材料可以多种多样。 两种活泼

55、性不同的金属。两种活泼性不同的金属。 一种金属与一种非金属（如石墨）。一种金属与一种非金属（如石墨）。 也可以两电极都是其它材料。也可以两电极都是其它材料。哪种是负极？哪种是负极？电极本身都参与反应吗？电极本身都参与反应吗？哪个是负极？哪个是负极？电极本身参与反应吗？电极本身参与反应吗？哪个是负极？哪个是负极？电极本身一定参与反应吗？电极本身一定参与反应吗？(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。（必定是放热反应）（必定是放热反应）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路正极、负极、电解质溶液构成闭合回路(2)两电极都两电极都接触接触电解质溶液（酸、

56、碱、盐）电解质溶液（酸、碱、盐）把把化学能转变为电能化学能转变为电能的的装置。装置。闭合闭合电路电路电极相连电极相连接触接触电解质溶液电解质溶液自发的氧化还原自发的氧化还原反应分两处进行反应分两处进行3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？负极负极（）： 电电 子子电电 流流是是不活泼金属或非金属不活泼金属或非金属，正极正极（+）：是是活泼金属活泼金属，本身本身失去电子失去电子，发生发生氧化反应氧化反应。进电子进电子 ，本身不反应，本身不反应，得电子得电子发生发生还原反应还原反应。是溶液中的是溶液中的阳离子阳离子要用到金属活动性顺序表：要用到金属活动性顺序表：注意：注意：K,Ca,Na,Mg

57、,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活泼性，还原性依次活泼性，还原性依次 减弱。减弱。4、原电池的工作原理是什么？氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失去失去e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e =H2阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 2H+2e =H2Zn-2e =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（离子方程式）（离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原

58、反应）（还原反应）阳离子阳离子正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。理可进行许多有关电极反应的计算。 原电池反应跟直接反应差别：原电池反应跟直接反应差别： 反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子流原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。入正极，从而产生电流。明确以下几点明确以下几点利用原电池原理利用原电池原理 可制作各

59、种电池，如干电池、铅蓄可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池。判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式出电极反应式. .()()()2H+2eH2负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2eZn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e Zn2+2H+2e H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e Fe2+Cu2+2e CuFe+Cu

60、2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e Fe2+2H+2eH2Fe+2H+ Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，溶液，片刻后可观察到的现象是（片刻后可观察到的现象