第四章 剖析物质变化中的能量变化 复习课件

第四章剖析物质变化中的能量变化

复习课件4.1物质在溶解过程中有能量变化吗4.2化学变化中的能量变化一、能量的守恒和转化1.物质运动的形式：机械运动，分子热运动等等2.能量表现形式：热能、光能、电能、运动能等等3能量守恒：能量具有各种不同的形式，能够从一种形式转换成另一种形式，从一种物体传递给另一种物体，在转换和传递的过程中，各种形式能量的总和保持不变。4.1物质在溶解过程中有能量变化吗来源：人类常利用的能量，由太阳能转化而来，并以化学能的形式储存下来。人体日常需能量的主要来源：4.能量的来源糖类、脂肪和蛋白质问题：融雪时冷；融冰时冷。答：

冬天下雪时冷，还是融雪时冷？是结冰时冷，还是融冰时冷？理由？5.三态变化中的能量变化固态液态气态吸收能量吸收能量放出能量放出能量二、能源1.能源定义：能产生机械能、光能、热能、电磁能、化学能等各种能量的自然资源。2.能源分类：（1）形成和来源角度：来自太阳、来自地球内部、来自核反应和来自天体间引力等4种。（2）利用状况：常规能源、新能源。（3）原有形态是否改变：一次能源，二次能源。（4）循环再生角度：再生能源，不可再生能源。（1）扩散过程：是溶质的分子或离子受到水分子的作用，向水中扩散的过程，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，是吸热过程。1.溶解的两个过程：——两个过程同时进行（2）水合过程：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。扩散过程——物理过程——吸热过程溶液的组成：溶质分子（或离子）、溶质的水合分子（或水合离子）、溶剂分子水合过程——化学过程——放热过程注意：三、溶解过程和溶解热现象溶解（物理过程）扩散过程水合过程（化学过程）吸热Q吸放热Q放（1）当扩散和水合过程中，Q吸>Q放，溶液温度下降；（2）当扩散和水合过程中，Q吸<Q放，溶液温度升高；（3）当扩散和水合过程中，Q吸=Q放，溶液温度几乎不变。

扩散过程和水合过程同时进行。溶解过程中表现出来的放热或者吸热，是溶质微粒在扩散过程和水合过程中能量变化的总的效应。2.溶解过程中的热效应：注意练习：1.处于不同状态下的物质所具有的能量一般是（）。

A液态>气态>固态B气态>液态>固态

C固态>气态>液态D相等2.把下列物质溶于适量水中，溶液温度明显下降的是（）

A硝酸铵B浓硫酸C氢氧化钠D食盐3.溶质分子（离子）和水分子结合成水合分子（水合离子）的过程是（）。

A物理过程B化学过程

C吸收热量的过程D放出热量的过程4.物质在溶解时，溶液温度发生变化的原因是（）。

A吸收热量B放出热量

C扩散过程中吸收的热量等于水合过程中放出的热量

D扩散过程中吸收的热量和水合过程中放出的热量不相等BABDD四、溶解和结晶什么叫结晶？晶体溶质从溶液中析出。结晶和溶解是完全相反的过程，又是同时进行的过程。固体溶质（未溶解的溶质）溶解结晶溶液中的溶质（已溶解的溶质）结晶和溶解是同时进行的相反的两个过程。这两个同时进行的相反过程是可逆的，通常用“”表示。

溶解速率与结晶速率看到的现象溶液状态（饱和、不饱和）不饱和溶液溶质不断溶解溶解速率<结晶速率溶质不断结晶饱和溶液溶解速率=结晶速率溶质不再溶解饱和溶液溶解速率>结晶速率溶解平衡溶解的速率等于结晶的速率达到溶解平衡。特征：1.“动”：达到平衡时，溶解速率=结晶速率≠0，即正逆反应仍未停止。2.“定”：平衡建立后，条件不变情况下，体系内各组分物质的量、质量、含量保持不变。3.“变”：外界条件发生改变，平衡随之发生变化，一段时间后，会达到新的平衡。1.当温度不变的情况下，在未达到饱和的CuSO4溶液中，再加入CuSO4晶体，有什么现象？CuSO4晶体质量减少，表现为溶解2.某温度下，一已达到饱和的CuSO4溶液中，再加入CuSO4晶体，有什么现象？CuSO4晶体质量不变。讨论：3.某温度下，一已达到饱和的CuSO4溶液中，若降低温度，有什么现象？析出一定量的CuSO4晶体。4.某温度下，一已达到饱和的CuSO4溶液中，长期在空气中放置，有什么现象？析出一定量的CuSO4晶体。小结：1.当溶液未达到饱和时，晶体表现溶解。2.当溶液达到饱和时，晶体质量不变。3.当溶液达到饱和时，蒸发溶剂或降温时，表现结晶。4.溶解与结晶是两个相反的过程。问题讨论：当溶液达到饱和时，是否不再发生溶解和结晶？1.在CuSO4溶液中，加入一小颗胆矾晶体后发现，胆矾晶体在逐渐减小，说明原溶液是

（饱和或不饱和溶液），这时体系中溶解的速度

结晶的速度；待晶体不再减小时，这时的溶液是

（饱和或不饱和溶液），溶解的速度

结晶的速度，单位时间内，从晶体扩散到溶剂里的溶质微粒数

溶质回到晶体表面的微粒数。练习：2.关于溶解平衡的说法不正确的是

。A.溶解平衡的本质是结晶速度等于溶解速度。B.溶解平衡是个动态平衡，既有溶质的结晶又有溶解。C.达到溶解平衡时，此溶液不一定是饱和溶液。D.当达到溶解平衡时，溶液中各种微粒的浓度不再变化，固体的质量也不再变化，但固体的形状可以变化。C结晶方法：蒸发溶剂（溶解度随温度变化不大）冷却热饱和溶液（溶解度受温度影响较大）注：从溶液中析出的固体一般都是晶体。含结晶水的晶体叫结晶水合物：不含结晶水的：NaCl、KNO3等。

常见结晶水合物：胆矾（蓝矾CuSO4·5H2O）绿矾（FeSO4·7H2O）明矾（KAl（SO4）2·12H2O）石膏（CaSO4·2H2O）熟石膏（2CaSO4·H2O）皓矾（ZnSO4·7H2O）（纯净物）下列说法正确的是

A.物质在溶解时若达到饱和状态，说明该物质不再溶解了。B.晶体失去结晶水，一定是风化的结果。C.从溶液中结晶析出的晶体都含有结晶水。D.某饱和溶液冷却而析出晶体后，该溶液仍是饱和溶液。D练习常见的放（吸）热反应放热反应1.燃烧反应2.置换反应如：金属与酸的反应3.酸碱中和反应4.多数化合反应吸热反应1.多数分解反应2.铵盐与碱的反应（通常情况下）3.一些特殊反应：C+CO2

2COC+H2OCO+H24.2化学变化中的能量变化

反应物的总能量生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量放热反应吸热反应反应热＝反应物能量总和－生成物能量总和化学反应产生热效应的原因

物质储存的能量高低物质储存的能量高低能量变化示意图2H2

（气）+O2（气）

2H2O（液）放热2H2O（气）高低物质储存的能量试一试：1.画出“氢气和氧气反应生成水”的能量变化示意图2.画出“水分解”的能量变化示意图3.画出“氢气和氧气反应生成水蒸气”的能量变化示意图吸热放（吸）热反应的本质动画：2H2+O22H2O（吸收热量）拆开旧分子原子（放出热量）新分子结合吸收热量<放出热量吸收热量>放出热量放热反应吸热反应决定分析：应用1.根据“键能”比较生成物HF、HCl、HBr、HI的稳定性并解释原因？共价键H-FH-ClH-BrH-I键能/（kJ·mol-1）565431362299稳定性：HF>HCl>HBr>HI化学小知识键能：断开1mol共价键所吸收的能量或形成1mol共价键所放出的能量。键能的大小决定共价键的相对强弱。2.根据H2和X2生成HX的反应热，找出“生成物稳定性与反应热的关系”并得出结论？

H2（g）+Cl2

（g）2HCl（g）H2（g）+Br2

（g）2HBr（g）H2（g）+I2

（g）2HI（g）H2（g）+F2

（g）2HF（g）+270kJ+92.3kJ+36.4kJ-26.5kJ点燃500℃加热应用反应放出的热量越多，卤化氢越稳定大量事实表明：在化合反应中生成相等物质的量的生成物时，放出或吸收热量的大小是生成物热稳定性的有效标志，放出热量越多，生成物的热稳定性越大。反应热效应与反应物热稳定性的关系结论大量事实表明：在化合反应中生成相等物质的量的生成物时，放出或吸收热量的大小是生成物热稳定性的有效标志，放出热量越多，生成物的热稳定性越大。反应热效应与反应物热稳定性的关系结论“能量最低原理”是自然科学普遍遵循的原理小结反应物生成物旧化学键断裂新化学键形成放热反应吸收能量释放能量><吸热反应1.下列说法不正确的是（

）A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B.需要加热才能发生的一定是吸热反应C.化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物总的能量的大小D.放热反应的逆反应一定是吸热反应E.反应热是指反应过程中放出的热量B、E2.某学生用如图所示装置进行化学反应：X+2Y→2Z的能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到U形管中甲处液面下降，乙处液面上升。下列关于该反应的叙述正确的是（）①该反应为放热反应②生成物的总能量比反应物的总能量高③该反应过程可以看成是储存于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来的过程A.①②③B.①③C.①②D.③B3.把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5ml盐酸于试管中，试回答下列问题：（1）实验中观察到的现象为

_____

；（2）产生上述现象的原因是？（3）由实验推知，MgCl2溶液与H2的总能量

镁片和盐酸的总能量a镁片上有大量气泡产生；b镁片逐渐溶解；c烧杯中析出晶体镁与盐酸产生氢气，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中的溶解度随温度升高而减小，析出Ca（OH）2晶体。小于H2（g）+1/2O2

（g）H2O（l）热化学方程式的书写2H2（g）+O2

（g）2H2O（l）H2（g）+1/2O2

（g）H2O（g）+241.8kJ+285.8kJ+571.6kJ1g液态水1g气态水能量增加熔化蒸发1g冰热化学方程式的书写2H2（g）+O2

（g）2H2O（l）2H2（g）+O2

（g）2H2O（g）+483.6kJ+571.6kJ热化学方程式的读法2H2（g）+O2

（g）→2H2O（l）+571.6kJ1.反应物和生成物的种类、状态2.反应中各物质的系数3.反应中放出或吸收的热量

突出：

上例读法：每2mol氢气与1mol氧气反应生成2mol液态水，放出571.6千焦的热量热化学方程式的计算1.根据反应热书写热化学方程式

[例1]250C，1.01χ105Pa下，1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.35kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量（32g）

×

（9.35kJ/g）=299.62kJ1mol硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：S（s）+O2

（g）

→SO2

（g）+299.62kJS+O2→SO2

热化学方程式的计算

[例2]在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2（

气）+O2

（

气）→

2H2O（

液）+572kJ

CH4（

气）+2O2

（

气）→

CO2

（

气）+2H2O（

液）+890kJ由1mol氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。2.根据热化学方程式求反应热解：Q=（572kJ÷2）+（890kJ×3）=2956kJ例3：在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2（g）+O2（g）

→

2H2O（g）+Q1

2H2（g）+O2（g）

→

2H2O（l）+Q2Q1<Q2B：S（g）+O2（g）

→

SO2（g）+Q1S（s）+O2（g）

→

SO2（g）+Q2Q1>Q2例4：已知：C（石墨）+O2（g）

CO2（g）＋393.8kJC（金刚石）+O2（g）

CO2（g）＋395.2kJ

试比较金刚石和石墨的稳定性；由石墨制金刚石要放热还是吸热？比较相同状态、相同数量的金刚石和石墨，与O2完全反应，生成相同状态、相同数量的CO2，金刚石释放出的热量更多，说明金刚石具有的总能量高，不稳定。C（S）+O2（g）

→

CO2（g）+Q1CO（g）+1/2O2（g）

→CO2（g）+Q2求：C（S）+1/2O2（g）

→

CO（g）的反应热固态C氧化为