剖析物质变化中的能量变化PPT

剖析物质变化中的能量变化能量瓦特改良蒸汽机什么是能量？能量是物质运动的一种度量18世纪中叶，瓦特改良蒸汽机之后，生产力得到了极大的提升能量常见的能量形式：电能热能……能量能量的转化：能量能从一种形式转化为另一种形式能量的传递：能量能从一个物体传递到另一个物体能量守恒定律：

能量在传递和转化过程中，各种形式的能量总量保持不变能量守恒定律发现者—迈尔能量能量A能量C能量BA=B+C能量守恒：总量不变物质变化的过程往往伴随着能量转化同一物质“三态”时的能量高低：气态>液态>固态三态变化中的能量变化三态转化时的能量变化往往表现为热能的放出或吸收气态液态固态放热放热吸热吸热物质吸热——环境温度降低物质放热——环境温度升高能量的分类按照来源：太阳能、地热能、核能、潮汐能按利用状况：常规能源、新能源按形态：一级能源、二级能源按能否循环：可再生能源、不可再生能源溶解过程中的能量变化什么是溶液？

一种或以上的物质（溶质）分散到另一种物质（溶剂）里，形成的均一的稳定的混合物演示实验1：KMnO4溶解于水中实验现象：溶液中的紫红色范围逐渐扩大，最后溶液都变成紫红色了溶解过程中的能量变化KMnO4→K++MnO4-溶液的形成原理：K+和MnO4-在水分子的作用下，克服了离子之间的引力逐渐向水中扩散，均匀的分布于整个溶液。无色紫红色溶解过程中的能量变化演示实验2：烧碱、氯化铵、食盐溶解过程的热效应NaClNaOHNH4Cl水温溶液温度实验结论：烧碱溶于水—放热；食盐溶于水—无明显放热或吸热现象；氯化铵溶于水—吸热溶解过程中的能量变化物质溶解的过程：1.扩散

溶质分子或离子在水分子的作用下克服之间的引力并向水中扩散的过程。此过程需要吸热！

——无物质变化，物理过程溶解过程中的能量变化2.水合

溶质分子或离子与水结合，生成水合分子或水合离子的过程，此过程会放热！

——有新物质生成，化学过程*溶解时，扩散与水合两个过程同时发生无先后顺序，换言之，溶解时有放热的过程也有吸热的过程溶解过程中的能量变化吸热>放热溶液总热效应为：吸热溶解后溶液温度：降低吸热<放热溶液总热效应为：放热溶解后溶液温度：升高溶质溶解的三种情况：溶解过程中的能量变化吸热=放热溶液总热效应为：无溶解后溶液温度：无变化（扩散过程）吸热和（水合过程）放热的相对大小决定了溶解后溶液的温度是降低还是升高！溶解过程中的能量变化下列说法是否正确：1.NaOH溶解只有放热过程2.高锰酸钾溶于水是一个扩散的过程3.氯化铵溶于水时，扩散过程的程度大于水和过程4.食盐溶于水没有放热过程也没有吸热过程溶解过程中的能量变化浓硫酸是实验室常见的药品，稀释浓硫酸的过程会产生大量的热量，试用溶解的两个过程解释浓硫酸稀释放出大量热的原因溶解过程中的能量变化常见的溶于水后溶液温度升高的物质：

烧碱、浓硫酸常见的溶于水后溶液温度降低的物质：硝酸铵、氯化铵、硝酸钾小结能量转化、传递，都遵循能量守恒定律气态液态固态放热放热吸热吸热溶解的热效应：溶解扩散过程（物理过程）水和过程（化学过程）吸热放热相对大小决定了总的热效应溶解后总的热效应吸热放热>温度降低吸热吸热放热放热=<温度变化不大温度升高溶解—结晶结晶：晶态固体从溶液中析出的过程溶解：固体溶质向水中分散的过程结晶和溶解是两个相反的过程无论是饱和溶液还是不饱和溶液，都存在着溶解和结晶的两个过程固体溶质溶液中的溶质溶解结晶溶解平衡V溶解：单位时间内从固体表面扩散到溶剂中的溶质数目V结晶：单位时间内从溶液中结晶出来回到固体表面的溶质数目V溶解与V结晶的关系溶液是否达饱和？现象V溶解>V结晶V溶解<V结晶V溶解=V结晶不饱和溶液饱和溶液饱和溶液此时固体能不断溶解此时不断有固体析出此时固体不增加也不减少溶解平衡：溶质的溶解速率等于结晶速率溶解平衡将溶质投入水中溶解，在t时刻达到溶解平衡。如何用v-t图表示这一过程？时间速率0tV溶解V结晶溶解平衡溶解与结晶互为可逆过程动态平衡：平衡时，V溶解

=V结晶≠0当达到溶解平衡时，溶液达饱和，浓度不再改变改变条件，平衡可以被打破，并向着溶解或者结晶的方向进行溶解平衡的特点：溶解平衡改变温度改变的条件可以是：溶解度温度0（1）对于大部分物质而言，升高温度有利于溶解，如KNO3⑴（2）极少数物质升高温度反而不利于溶解，如Ca（OH）2⑵（3）还有些物质温度的变化对溶解度变化不大，如NaCl⑶溶解平衡增加溶剂（水）的量增加溶剂的量能促进溶质的溶解如何获得溶液中的溶质？蒸发——适用物质：溶解度随温度变化不大的物质，如NaCl冷却热饱和溶液——适用物质：溶解度随温度变化很大的物质，如KNO3溶解平衡溶解度温度0例题：溶液中含AB两种物质，A、B的溶解度随温度的变化关系如下，则欲分离出A可以采用的方法是：（）AB加溶剂蒸发冷却热的饱和溶液无法分离晶体与结晶水合物晶体：自发形成具有规则几何形状的固体结晶水合物：含有水分子的晶体**并非所有晶体从溶液中析出都会形成结晶水合物常见的结晶水合物：CuSO4·5H2O：胆矾（可以用无水硫酸铜检测微量的水）KAl（SO4）2·12H2O：明矾（净水）Na2CO3·10H2O：石碱CaSO4·2H2O：石膏FeSO4·7H2O：绿矾MgSO4·7H2O：泻药晶体与结晶水合物风化（化学变化）：有些结晶水合物暴露在空气中，时间久了会自发的失去一部分或全部的结晶水如石碱风化：Na2CO3·10H2O→Na2CO3+10H2O

胆矾受热是风化的过程吗？潮解（物理变化）：有些晶体能吸收空气中的水蒸气，并在晶体表面形成溶液如烧碱暴露在空气中容易潮解作业请利用溶解平衡的观点解释：当一定量的NaCl投入足量水中，形成饱和溶液的过程化学反应中的热效应反应的热效应：反应时放出或吸收的热量放热反应：有热量放出的化学反应+Q吸热反应：有吸收热量的化学反应-Q简单反应中的热效应：C+O2CO2+Q2H2+O22H2O+Q点燃点燃▲反应物只有单质参与的化合反应往往是放热反应化学反应中的热效应CaCO3CaO+CO2↑

-Q△▲分解反应往往是吸热反应C+CO2CO

-Q高温▲有化合物参与的化合反应，放热或吸热都有可能NaOH+HClNaCl+H2O+Q△▲酸碱中和反应一定是放热反应化学反应中的热效应反应物的总能量生成物的总能量从外部吸收能量生成物的总能量反应物的总能量向外部放出能量当反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应当反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应化学反应中的热效应化合反应中，生成相等物质的量的生成物时放出的热量越多，生成物的热稳定性就越好。H2O：+241.8KJ/molH2S：+20.1KJ/mol热稳定性：H2O>H2SHF：+271.1KJ/molHCl：+92.3KJ/molHBr：+36.4KJ/mol热稳定性：HF>HCl>HBr>HI热化学反应方程式热化学反应方程式：表示反应放出或者吸收热量的化学方程式2H2+O22H2O点燃2H2（g）+O2（g）2H2O（l）+571.6KJ①②思考：热化学反应方程式与普通化学反应方程式有哪些区别？热化学反应方程式区别：热化学反应方程要在末端注明放出（+）或吸收（-）热量的具体数值，热量单位用J或者KJ表示热化学反应方程式一般不需要注明反应的条件热化学反应方程式中，任何物质都需要注明其聚集状态

S—固体；l—液态；g—气态★

热化学反应方程式中的计量数（系数）与普通化学方程式的意义不同。普通化学方程式中的计量数可以表示参与反应的分子数等；但是热化学反应方程式中的系数只表示参与反应的物质的量热化学反应方程式①表示，2个氢气分子与1个氧气分子通过点燃可以生成2个水分子②表示，2mol氢气与1mol氧气反应可以生成2mol液态水，并放出571.6KJ热量如何将反应：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.3KJ用文字描述其意义？1mol焦炭与1mol水蒸气反应，生成1mol一氧化碳和1mol氢气，并需要吸收131.3KJ的热量热化学反应方程式如何将文字描述改写为热化学反应方程式：根据已知条件写出化学反应方程式注明各物质聚集状态在末端注明反应放出/吸收的热量及其具体数值例题：2mol铜与1mol氧气反应，生成2molCuO，放出热量314KJ练习：2mol氨气分解，生成氮气与氢气，需要吸收热量92.38KJ2NH3（g）→N2（g）+3H2（g）-92.38KJ热化学反应方程式热化学反应方程式的特点：1.热化学反应方程式的计量数可以是分数H2（g）+1/2O2（g）→H2O（l）+285.8KJ2.即便反应物与生成物完全相同，但若聚集状态不同，反应的热效应也会不同！2H2（g）+O2（g）→2H2O（l）

+571.8KJ2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）

+483.6KJ①②发生三态变化会伴随着能量变化，从气态变化到液态需要放热热化学反应方程式3.如果一个反应逆向也能进行，那么它们的热效应相反，但是数值相同C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）

-131.3KJCO（g）+H2（g）→C（s）+H2O（g）

+131.3KJ4.对于同一个反应（物质聚集状态都相同），如果计量数成倍的增加，那么吸收或放出的热量也成倍的增加C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）

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

-65.65KJ热化学反应方程式5.一个化学过程，总的热效应可以叠加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热化学反应方程式在相同的温度下，有下列三个热化学方程式：①2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+Q1②2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+Q2③H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+Q3则Q1，Q2，Q3的大小关系是:（）A．Q1＝Q2＝Q3B．2Q3＝Q2＜Q1

C．Q3＜Q2＜Q1D．2Q3＝Q1＞Q2B热化学反应方程式热化学反应方程式的实际运用：1mol甲烷（g）在氧气中燃烧生成二氧化碳和水（l）会放出890.3KJ热量。那么标况下53.76L甲烷（g）燃烧可以产生多少热量？解：n（CH4）=53.76/22.4=2.4mol2.4x890.3=2136.72KJ燃料的充分利用热值：单位体积或单位质量的燃料燃烧所放出的热量热值越高越好如何做到燃料充分利用？燃料的充分燃烧

方法：（1）空气的通入要适量（2）将固体燃料研磨成小颗粒2.热量的充分利用

方法：使用热交换器燃料的充分利用氢气是一种优质能源原因：（1）H2燃烧的产物为水，对环境无污染（2）单位质量的H2燃烧热能相当巨大（3）H2作为燃料可以循环利用水煤气生产原理：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）-131.4KJ水煤气原电池原电池：将化学能转化为电能的装置实验：Cu-Zn原电池实验现象：①Zn片不断溶解；②Cu片上有气泡溢出；③灵敏电流计指针有明显偏转实验原理：Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，而失去的电子则通过导线流向铜片，溶液中的H+再从铜片上获得电子并被还原为H2，于是电子的定向移动和溶液中溶液的自由移动就构成了一个回路产生电流原电池正极（+）负极（-）金属电子得失情况电子运动方向电流方向电极上发生的反应总反应Cu-Zn原电池：还原反应2H++2e→H2↑铜片锌片+e-e经导线负极正极经导线正极负极氧化反应Zn-2e→Zn2+2H++Zn→H2↑+Zn2+原电池形成原电池的条件：必须要有两块活泼性不同的电极★较活泼金属做负极，较不活泼的金属做正极★反应时负极金属不断消耗原电池的本质：氧化还原反应的一种形式KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活泼顺序表金属单质活泼性逐渐减弱*对应金属阳离子氧化性逐渐增强原电池2.需要有电解质溶液（水除外）3.要构成闭合回路通常将两块电极上端用导线连接起来，两块电极下端浸入电解质溶液中，依靠电子的定向移动和溶液中离子的自由移动产生电流CuZn稀硫酸CuCu稀硫酸CuZn蒸馏水CuZn酒精CuZn稀硫酸CuZn稀硫酸下列哪个是原电池？原电池原电池与电解池的区别：GCuZn稀硫酸PtPt饱和氢氧化钠1.本质区别：原电池：化学能→电能电解池：电能→化学能2.电解材料：原电池：较活泼金属与较不活泼金属电解池：白金电极或石墨电极原电池Gba稀硫酸电子方向将铜片与锌片用导线连接后插入稀硫酸中构成原电池，下列说法正确的