物質(zhì)變化中的能量變化

1、能量能量瓦特改良蒸汽機(jī)什么是能量？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能量l常見(jiàn)的能量形式：常見(jiàn)的能量形式：電能熱能能量能量l能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化： 能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式l能量的傳遞：能量的傳遞： 能量能從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體l能量守恒定律：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總量保持不變能量守恒定律發(fā)現(xiàn)者邁爾能量能量能量能量A能量能量C C能量能量B BA=B+C能量守恒：能量守恒：總量不變總量不變物質(zhì)變化的過(guò)程往往伴隨著能量轉(zhuǎn)化物質(zhì)變化的過(guò)程往往伴

2、隨著能量轉(zhuǎn)化l同一物質(zhì)同一物質(zhì)“三態(tài)三態(tài)”時(shí)的能量高低時(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)變化中的能量變化l三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化往往表現(xiàn)為熱三態(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能的放出或吸收氣態(tài)氣態(tài) 液態(tài)液態(tài) 固態(tài)固態(tài)放熱放熱放熱放熱吸熱吸熱吸熱吸熱l物質(zhì)吸熱物質(zhì)吸熱 環(huán)境溫度降低環(huán)境溫度降低l物質(zhì)放熱物質(zhì)放熱 環(huán)境溫度升高環(huán)境溫度升高能量的分類(lèi)能量的分類(lèi)l按照來(lái)源：太陽(yáng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能l按利用狀況：常規(guī)能源、新能源l按形態(tài)：一級(jí)能源、二級(jí)能源l按能否循環(huán)：可再生能源、不可再生能源溶解過(guò)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化l什么是溶液？ 一種或以上的物質(zhì)（溶

3、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)演示實(shí)驗(yàn)1：KMnO4溶解于水中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：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)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化lKMnO4 K+ + MnO4-l溶液的形成原理：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)色無(wú)色紫紅色紫紅色溶解過(guò)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化演示實(shí)驗(yàn)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l實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：燒堿溶于

4、水燒堿溶于水 放熱放熱；食鹽溶于水食鹽溶于水 無(wú)明顯放熱或吸熱現(xiàn)象；無(wú)明顯放熱或吸熱現(xiàn)象；氯化銨溶于水氯化銨溶于水 吸熱吸熱溶解過(guò)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化物質(zhì)溶解的過(guò)程：物質(zhì)溶解的過(guò)程：l1.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！吸熱！ 無(wú)物質(zhì)變化，物理過(guò)程溶解過(guò)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化l2.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！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)程中的能量變化溶解過(guò)程中的能量變化l吸

5、熱 放熱 溶液總熱效應(yīng)為：吸熱 溶解后溶液溫度：降低l吸熱 溫度降低溫度降低吸熱吸熱吸熱吸熱放熱放熱放熱放熱= V V結(jié)晶結(jié)晶V V溶解溶解 VHOH2 2S SHF： +271.1 KJ/molHCl： +92.3 KJ/molHBr： +36.4 KJ/mol熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性：HFHClHBrHIHFHClHBrHI熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式l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 + O2 2H2O點(diǎn)燃點(diǎn)燃2H2（g）+ O2（g） 2H2O（l）+ 571.6 KJ思考：思考：熱化學(xué)反應(yīng)方程式與普通化學(xué)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？反應(yīng)方

6、程式有哪些區(qū)別？熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式區(qū)別：區(qū)別： 熱化學(xué)反應(yīng)方程要在末端注明放出熱化學(xué)反應(yīng)方程要在末端注明放出（+ +）或吸收或吸收（- -）熱量的熱量的具體數(shù)值具體數(shù)值，熱量單位用，熱量單位用J J或者或者KJKJ表示表示 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注明其聚集狀態(tài)態(tài) SS固體；固體；ll液態(tài)；液態(tài)；gg氣態(tài)氣態(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)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)方程式的方程式的意義不同意義不同。普通化學(xué)方程式

7、中的計(jì)量數(shù)。普通化學(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)可以可以表示參與反應(yīng)的分子數(shù)等表示參與反應(yīng)的分子數(shù)等；但是熱化學(xué)反應(yīng)方程式中；但是熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的系數(shù)的系數(shù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式l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l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)：如何將反應(yīng)： C（s）+ H2O（g）CO（g）+H2（g） -131.3KJ 用文字描述其意義？用文字描述其意義？1mol1mol焦炭與焦炭與1mol1mol水蒸氣反應(yīng)，生成水蒸氣反應(yīng)，生成1mol1mol一氧化碳和一氧化碳和1mol1mol氫氣，并需要吸收氫

8、氣，并需要吸收131.3KJ131.3KJ的熱量的熱量熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(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)注明各物質(zhì)聚集狀態(tài)在末端注明反應(yīng)放出在末端注明反應(yīng)放出/ /吸收的熱量及其具體數(shù)值吸收的熱量及其具體數(shù)值例題例題：2mol2mol銅與銅與1mol1mol氧氣反應(yīng)，生成氧氣反應(yīng)，生成2mol CuO2mol CuO，放出熱量，放出熱量314KJ314KJ練習(xí)練習(xí)：2mol2mol氨氣分解，生成氮?dú)馀c氫氣，需要吸收熱量氨氣分解，生成氮?dú)馀c氫氣，需要吸收熱量92.38KJ92.38KJ2NH3（g） N2（g）+ 3H2（g） -92.

9、38KJ熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式1. 1. 熱化學(xué)反應(yīng)方程式的熱化學(xué)反應(yīng)方程式的H2（g）+ 1/2 O2（g） H2O（l）+285.8KJ2. 2. 即便反應(yīng)物與生成物完全相同，但若即便反應(yīng)物與生成物完全相同，但若，反應(yīng)，反應(yīng)的熱效應(yīng)也會(huì)不同！的熱效應(yīng)也會(huì)不同！2H2（g）+ O2（g） 2H2O（l） +571.8KJ2H2（g）+ O2（g） 2H2O（g） +483.6KJ發(fā)生三態(tài)變發(fā)生三態(tài)變化會(huì)伴隨著化會(huì)伴隨著能量變化，能量變化，從氣態(tài)變化從氣態(tài)變化到液態(tài)需要到液態(tài)需要放熱放熱熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式3. 3. 如果一個(gè)反應(yīng)逆向也能進(jìn)行，那么它們的如果一個(gè)反應(yīng)逆向也

10、能進(jìn)行，那么它們的C（s）+ H2O（g）CO（g）+H2（g） CO（g）+H2（g） C（s）+ H2O（g） 4. 4. 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)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)的增加，那么吸收或放出的熱量也的增加，那么吸收或放出的熱量也的增加的增加C（s）+ H2O（g）CO（g）+H2（g） 1/2C（s）+ 1/2H2O（g）1/2CO（g）+1/2H2（g） 熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式5. 5. 一個(gè)化學(xué)過(guò)程，總的熱效應(yīng)一個(gè)化學(xué)過(guò)程，總的熱效應(yīng)+：C（s）+O2（g）CO2（g） +Q：C（s）+ 1/2O2（g）CO（g） +110

11、.4KJ：CO（g）+ 1/2O2（g）CO2（g） +283.1KJ熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(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： 2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) +Q1 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) +Q2 H2(g)+1/2O2(g) H2O(g) +Q3則Q1，Q2，Q3的大小關(guān)系是: （ ）AQ1Q2Q3 B2Q3Q2Q1 CQ3Q2Q1 D2Q3Q1Q2B熱化學(xué)反應(yīng)方程式熱化學(xué)反應(yīng)方程式1mol1mol甲烷（甲烷（g g）在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水（）在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水（l l）會(huì)）會(huì)放出放出890.3KJ890.3KJ熱量。那么標(biāo)況下熱

12、量。那么標(biāo)況下53.76L53.76L甲烷（甲烷（g g）燃燒可）燃燒可以產(chǎn)生多少熱量？以產(chǎn)生多少熱量？解：解：n（CH4）= 53.76/22.4 = 2.4mol 2.4 x 890.3 = 2136.72KJ燃料的充分利用燃料的充分利用l熱值：熱值：?jiǎn)挝惑w積或單位質(zhì)量的燃料燃燒所放出的熱量如何做到燃料充分利用？如何做到燃料充分利用？ 燃料的充分燃燒燃料的充分燃燒 方法：方法：（1 1）空氣的通入要適量）空氣的通入要適量 （2 2）將固體燃料研磨成小顆粒）將固體燃料研磨成小顆粒2. 熱量的充分利用熱量的充分利用 方法：使用熱交換器方法：使用熱交換器燃料的充分利用燃料的充分利用氫氣是一種優(yōu)質(zhì)

13、能源氫氣是一種優(yōu)質(zhì)能源原因原因：（：（1）H2燃燒的產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染燃燒的產(chǎn)物為水，對(duì)環(huán)境無(wú)污染 （2）單位質(zhì)量的）單位質(zhì)量的H2燃燒熱能相當(dāng)巨大燃燒熱能相當(dāng)巨大 （3）H2作為燃料可以循環(huán)利用作為燃料可以循環(huán)利用水煤氣生產(chǎn)原理：水煤氣生產(chǎn)原理：C（s）+ H2O（g） CO（g）+ H2（g） - 131.4KJ水煤氣水煤氣原電池原電池l原電池：原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：Cu-ZnCu-Zn原電池原電池實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：ZnZn片不斷溶解；片不斷溶解；CuCu片上有氣泡溢出；片上有氣泡溢出；靈敏電流計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)靈敏電流計(jì)指針有明顯偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)

14、原理：實(shí)驗(yàn)原理： ZnZn失去電子被氧化成失去電子被氧化成ZnZn2+2+進(jìn)入溶液，而進(jìn)入溶液，而失去的電子則通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，溶液中失去的電子則通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，溶液中的的H H+ +再?gòu)你~片上獲得電子并被還原為再?gòu)你~片上獲得電子并被還原為H H2 2，于是電子的定向移動(dòng)和溶液中溶液的自由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)生電流移動(dòng)就構(gòu)成了一個(gè)回路產(chǎn)生電流原電池原電池正極（正極（+ +）負(fù)極（負(fù)極（- -）金屬金屬電子得失情況電子得失情況電子電子運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向電流電流方向方向電極上發(fā)生的電極上發(fā)生的反應(yīng)反應(yīng)總反應(yīng)總反應(yīng)Cu-Zn原電池：原電池：還原還原反應(yīng)反應(yīng)2H+

15、 +2eH2銅片銅片鋅片鋅片+e-e經(jīng)導(dǎo)線經(jīng)導(dǎo)線負(fù)極負(fù)極 正極正極經(jīng)導(dǎo)線經(jīng)導(dǎo)線正極正極 負(fù)極負(fù)極氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)Zn -2eZn2+2H+ + Zn H2+ Zn2+原電池原電池 必須要有兩塊必須要有兩塊活潑性不同活潑性不同的電極的電極 較活潑金屬做負(fù)極，較不活潑的金屬做正極較活潑金屬做負(fù)極，較不活潑的金屬做正極 反應(yīng)時(shí)負(fù)極金屬不斷消耗反應(yīng)時(shí)負(fù)極金屬不斷消耗原電池的本質(zhì)：原電池的本質(zhì)：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活潑順序表金屬活潑順序表金屬單質(zhì)活潑性逐漸減弱金屬單質(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)原電池原電池2. 需要

16、有電解質(zhì)溶液（水除外）需要有電解質(zhì)溶液（水除外）3. 要構(gòu)成閉合回路要構(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)生電流溶液中離子的自由移動(dòng)產(chǎn)生電流CuZn稀硫酸稀硫酸CuCu稀硫酸稀硫酸CuZn蒸餾水蒸餾水CuZn酒精酒精CuZn稀硫酸稀硫酸CuZn稀硫酸稀硫酸下列哪個(gè)是原電池？原電池原電池原電池與電解池的區(qū)別：原電池與電解池的區(qū)別：GCuZn稀硫酸稀硫酸PtPt飽和氫氧化鈉飽和氫氧化鈉1.1.本質(zhì)區(qū)別：本質(zhì)區(qū)別：原電池：化學(xué)能原電池：

17、化學(xué)能電能電能電解池：電能電解池：電能化學(xué)能化學(xué)能2.2.電解材料：電解材料：原電池：較活潑金屬與較不活潑金屬原電池：較活潑金屬與較不活潑金屬電解池：白金電極或石墨電極電解池：白金電極或石墨電極原電池原電池Gba稀硫酸稀硫酸電子方向電子方向 將銅片與鋅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中構(gòu)成原電池，下列說(shuō)法正確的是：（ ）A. a是銅片，是銅片，b是鋅片是鋅片B. a極上極上H+得到電子，發(fā)生氧化反應(yīng)得到電子，發(fā)生氧化反應(yīng)C. 電流從電流從a經(jīng)導(dǎo)線流向經(jīng)導(dǎo)線流向bD. 硫酸的濃度不會(huì)改變硫酸的濃度不會(huì)改變AC原電池原電池CuZn稀硫酸稀硫酸CuZn 純鋅片和純銅片按右圖方式連接插入相同濃度和體積的稀硫酸

18、中，一段時(shí)間后下列說(shuō)法正確的是：（ ）兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生兩燒杯中銅片表面均無(wú)氣泡產(chǎn)生兩燒杯中的稀硫酸濃度變低了兩燒杯中的稀硫酸濃度變低了銅片的質(zhì)量均不改變銅片的質(zhì)量均不改變甲中甲中CuCu是正極，乙中是正極，乙中CuCu是負(fù)極是負(fù)極甲乙BC原電池原電池原電池原理的應(yīng)用：原電池原理的應(yīng)用：制作干電池制作干電池金屬防腐蝕金屬防腐蝕判斷金屬活潑性相對(duì)強(qiáng)弱判斷金屬活潑性相對(duì)強(qiáng)弱有三種金屬有三種金屬A、B、C，已知當(dāng)，已知當(dāng)A中混有中混有C時(shí)，時(shí)，A先腐蝕；將先腐蝕；將A和和B組成原電池時(shí)，電子從組成原電池時(shí)，電子從B流出，那么三種金屬的活動(dòng)流出，那么三種金屬的活動(dòng)順序是什么？順序是什么？氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化劑氧化劑 + 還原劑還原劑 還原產(chǎn)物還原產(chǎn)物 + 氧化產(chǎn)物氧化產(chǎn)物+e 化合價(jià)化合價(jià)降低降低 被還原被還原-e 化合價(jià)化合價(jià)升高升高 被氧化被氧化常見(jiàn)的氧化劑和還原劑：常見(jiàn)的氧化劑和還原劑：氧化劑：氧化劑：F2、Cl2、Br2、O2、Fe3+、KMnO4（H+）、濃硫酸、濃硝酸還原劑：還原劑：S2-、I-、H2、CO、Fe2+、H2S氧化還原方程配平氧化還原方程