1、1第四章 剖析物质变化中的能量变化4.1 物质在溶解过程在有能量变化吗？引言：当煤、石油、天然气和食物在转化为其他物质时，给人们提供了各种形式的能量，在物质变化中，能量从一种形式转化为另一种形式。物质存在三态：固态（s） 、气态（ g）液态（l ） ，物质的三态在转化过程也伴随着能量的转换。吸收能量 吸收能量固态（体） 液体 气态（体）放出能量 放出能量在我们生活中经常利用三态变化来调整环境温度。拓展： 能源的种类：四种分类法 来自太阳：生物质能，风能，煤，石油等。从能源的形成和来源角度 来自地球内部：地热能等。 来自核反应：裂变能、聚变能。来自天体间引力：潮汐能。从能源利用状况角度分常规能源
2、：石油、煤、天然气、水、生物等。新能源：核能、地热能、海洋能。从能源的原有形态是否改变的角度分一次能源自然界现存的一次能源：煤炭、石油、天然气。二次能源由一次能源加工转换而成的二次能源：电、氢能、汽油等。从能源是否能循环再生角度看可再生能源：水力、沼气等。不可再生能源：煤、石油等。一、物质溶解过程中的热现象NH4Cl 溶解是吸热的，NaOH 溶解是放热的，而 NaCl 溶解放热和吸热均不明显。二、溶解的二个过程溶质溶解在水里，通常发生两个过程，一是溶质分子（或离子）受到水分子作用，向水中扩散的过程，在这种过程中，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，这是一个物理过程（物
3、理变化） 。另一个过程则是溶质分子或离子和水分子又结合成水合分子或水合离子的过程，这种过程放出热量是一个化学过程。小结： 扩散的过程 水合过程 溶解中的变化 物理变化（物理过程） 化学变化（化学过程）溶解中的能量变化 吸热 放热 在溶解时：2当扩散过程吸收热量水合过程 放出的热量时，则总体表现为吸热。 当扩散过程吸收热量水合过程 放出的热量时，则总体表现为放热。当扩散过程吸收热量水合过程 放出的热量时，则总体表现为无显著的热量变化。三、溶解和结晶结晶将固体溶质的水溶液放在敞口的容器中让水慢慢地蒸发，或改变温度都可能使晶态溶质从溶液中析出，这个过程称为结晶。 溶解和结晶是两个相反的过程，但在一定
4、条件下恰恰又上是同时进行的两个过程。溶解和结晶两个相反的过程是可逆的，我们可用“ ”来表示溶解平衡。即： 溶解固体溶质 溶液中的溶质结晶注意：溶解平衡是一个动态平衡，它始终在进行着溶解和结晶两个相反的过程，只是结晶和溶解两个速度相等，所以我们看不出溶解与结晶的变化。 （但是若在饱和溶液中放一块不规则形状的晶体，一段时间后变规则形状晶体） 。从溶液中提取溶解的固体物质一般规律：随着温度的变化而溶解度变化不大的物质，一般是用蒸发溶剂的方法从溶液中提取。溶解度受温度的改变而变化较大的固体物质，一般是用重结晶法从溶液中提取。即用冷却热的饱和溶液的方法来使溶质结晶析出。在饱和溶液中加无水盐，但遇水分子后
5、可形成含结晶水的晶体。晶体会变大。但溶液的 S、Cmol/L 不变（C%也不变） 。溶质、溶剂的质量均变小。四、结晶水合物1、晶体与结晶水合物定义晶体这种自发形成且具有规则几何形状的固体叫做晶体。结晶水合物有些晶体在溶液中析出形成晶体时会结合一定数目的水分子，这种含有一定的结晶水的晶体叫结晶水合物。结晶水合物有固定的熔点，它们是纯净物2、风化与潮解风化有些结晶水合物在室温和干燥空气中会失去一部分或全部结晶水。这种现象叫风化。由于风化会失去结晶水，风化为化学变化。潮解有些晶体能吸收空气中是水份，在晶体表面逐步形成溶液，这种现象叫潮解。潮解一般被看作为物理变化。潮解与风化属于自然形成，并非人们刻意
6、去完成的变化。3、几种常见的晶体常见的 结晶水合物：胆矾：CuSO 45H2O 皓矾：ZnSO 47H2O3绿矾：FeSO 47H2O芒硝：Na 2SO410H2O石碱：Na 2CO310H2O 泻盐：MgSO 47H2O明矾：KAl(SO 4)212H2O石膏：生石膏 CaSO 42H2O 熟石膏 2CaSO4H2O不含结晶水的晶体：食盐 NaCl 硝酸钾 KNO3 等4.2 化学变化中的能量变化一、化学反应中的热效应1、几个基本概念 反应的热效应（化学反应中普遍伴随着热量变化）人们把反应时所放出或吸收的热量叫做“反应的热效应” 。 放热反应释放热量的反应叫做“放热反应” 。用+Q 表示。如
7、 2H 2O 2 点燃 2H2O Q 是放热反应CH42O 2 点燃 CO2 + 2H2O Q 也是放热反应 吸热反应吸收热量的反应叫做“吸热反应” 。用-Q 表示。如 C + CO 2 高温 2CO -QCaCO3 锻烧 CaO + CO2 -Q2、中和热的测定中和热酸和碱发生的离子互换反应叫做中和反应，中和反应生成 1mol水所放出的热量，叫做中和热。二、化学变化中的能量变化1、化学能这种潜藏在物质内部，只有在化学反应时释放出来的能量，化学家们称它为化学能。小结：在放热反应中，生成物的总能量 反应物的总能量高 一定低于反应物的总能量。 放热反应放热反应，反应物释放出能量后 转变为生成物。
8、生成物的总能量低 在吸热反应中生成物的能量总和 生成物的总能量高 必定高于反应物的能量总和。 吸热反应 吸热反应中，反应物必须吸收外 界提供热量才能转变为生成物。 反应物的总能量低 结论：放热反应的过程，是储存在物质内部的能量转化为热能等释放出来的过程。吸热反应的过程是热能等转化为物质内部的能量而被储存起来的过程。2、 反应热当化学反应过程释放出或吸收的能量表现为热量时，反应物具有的能量和与生成物具有的能量总和的差值，即为反应热。Q 反应热 = Q 反应物 - Q 生成物 若 Q 为正值即为放热反应；若 Q 为负值即为吸热反应。3、 反应热与生成物稳定性的关系。大量事实表明，当物质化合时，放出
9、能量越多，生成物的热稳定性越大。4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态。 （注意比较时一定要等物质的量）三、热化学方程式1、热化学方程式定义表示化学反应所放出或吸收的热量的化学方程式。（燃烧热1mol 可燃物充分燃烧生成稳定化合物时的反应热又称燃烧热）。2、热化学方程式意义热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物，还表明了一定量物质在反应中放出或吸收的热量。3、书写热化学方程式的要领必须注明反应物及生成物所有物质的状态。热化学方程式中，化学式前的化学计量数是表示物质的量。 （反应热效应与反应物的物质的量有关） ，在 热化学方程式中，化学
10、式前的化学计量数可以是分数。必须注明放出“+”或吸收“-”的热量值。或用 Q 代替。四、燃料的充分利用1、燃烧热和热值燃烧热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。热值是燃料质量的重要指数，热值越大，燃料作为热量的价值越高。2、燃料的充分利用理科班补充材料：补充一：盖斯定律化学反应的热效应跟反应物，生成物的种类、状态和变化的量有关，而跟化学变化的途径无关。Q Q1 Q2反应物（始态） A 生成物（终态）Q3 Q4 Q5B C Q = Q1 + Q2 = Q3 + Q4 + Q5 补充二：反应热和键能在化学反应中，从反应物转变为生成物，物质组成中的各原子内部并没有多少变化，但
11、原子间的结合方式发生了改变，在这个过程中，反应物中的化学键形成了。5第四章 剖析物质变化中的能量变化4.1 物质在溶解过程中有能量变化吗一、能量的守恒和转化1.人们在日常生活只,感受到各种形式的能:如 (至少写六种),而且不同形式的能之间可以 ,并且遵守 原则。2.有关水从气态变为液态的说法,不正确的是（ ）水蒸气变为液态水要吸收热量当物质的量相同时，液态水的能量比气态水的能量低水蒸气变为液态水，分子的排列有序程度增加水蒸气所具有的内能，应等于液体水的内能与变化过程中放出的热量之和氟利昂作为冰箱的制冷剂，是由于氟利昂从液态边为气态时，需要 （放出或吸收）大量热量但当它大量散发到大气中去，会造成
12、破坏 的不良后果用传统的煤，石油天然气做燃料，其主要缺点是 。 国际上认为能源将是世纪中后期最理想的能源怎样理解这一说法？二、溶解的过程和溶解热现象5.浓硫酸溶于水使溶液的温度升高，是由于（ ）A.浓硫酸溶于水，只发生扩散过程B.浓硫酸溶于水，只发生水合过程C.浓硫酸溶于水，扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量D.浓硫酸溶于水，扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量6.下列说法中，正确的是（ ）A.浓溶液一定是饱和溶液B.析出晶体的溶液是饱和溶液C.任何物质的饱和溶液，加热后都变成不饱和溶液D.饱和溶液中，溶质的溶解速率大于结晶速率7.氯化钠固体溶解于水时，溶液的温度变化不显著是因为（
13、）A.只发生水合过程6B.只发生扩散过程C.水合过程放出的热量近似等于扩散过程吸收的热量D.没有热效应三、溶解和结晶8.下列说法中，正确的是（ ）A.物质在溶解时总要放出热量B.物质溶解的过程实质上就是电离的过程C.风化是结晶水合物在室温或干燥的空气中失去一部分或全部结晶水的一种变化D.潮解是结晶水合物在室温或潮湿的空气中得到一部分或全部结晶水的一种变化9.下列说法正确的是（ ）A.从溶液中结晶出来的晶体都含结晶水B.晶体失去结晶水一定是风化的结果C.风化与潮解是两个正好相反的过程D.某饱和溶液冷却析出晶体后，该溶液仍为饱和溶液10.使 1.25g 胆矾加热失水 0.36g，所得晶体的化学式为
14、（ ）A.CuSO43H2O B.CuSO42H2O C.CuSO4H2O D.CuSO411.有 mg 某结晶水合物 RaH2O，受热后失去全部结晶水，晶体质量变为 ng，由此计算该结晶水合物的相对分子质量。4.2 化学变化中的能量变化一、化学反应中的热效应1下列说法正确的是（ ）A放热反应一定需要加热才能发生B有些吸热反应在常温下也能发生C反应物的总能量与生成物具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 D化学反应中的能量变化仅表现为热量变化.下列叙述中，错误的是（ ）.化学变化中总伴随能量的变化.化学反应中放出或吸收的热量都叫做反应热.衡量反应热的大小是以物质在反应中的热量变化为标准的.吸收热
15、量的化学反应叫做吸热反应.已知葡萄糖（C 6H12O6）在人体组织里发生氧化反应：C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(s)+6H2O(l)+2804kJ（1）用文字表达上面热化学方程式的含义 （2）根据以上热化学方程式，在下面的括号内正确填写7（2） （ ）（3） （ ）物质贮藏的能量二、热化学方程式4.已知下列热化学方程式：2H2（g）O 2（g） 2H 2O（g）Q 12H2（g）O 2（g） 2H 2O（l）Q 2H2（g） O2（g） H 2O（g）Q 31则氢气的燃烧热为AQ 1Q2=Q3 BQ 1=Q2=Q3 CQ 1Q2 =2Q3 DQ 1= Q2=Q3/25.N2（g
16、）O 2（g） 2NO（g）180.58 kJ ，用文字表述上述热化学方程式的含义：_。6.写出热化学方程式，4g 甲烷完全燃烧，生成液态水时放出热量 222.6kJ。三、燃料的充分利用7.家用液化气中主要成分之一是 C4H10。在 101 kPa 时，10 kg C4H10完全燃烧生成 CO2和H2O（l）放出热量 5105 kJ，C 4H10的燃烧热为_，C4H10 燃烧的热化学方程式为_。8.天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，则下列说法正确的是可砍伐树木、野草作能源 可用酒精作能源 可利用电解水的方法制得氢气能源 应开发太阳能、核能等新能源 大量应用风能、水能等可再生能源A B
17、 C D9.完全燃烧一定质量的无水酒精（C2H6O） ，放出的热量为 136.5kJ，为吸收生成的二氧化碳，消耗掉 5.0mol/L 的氢氧化钠溶液 80mL，试计算燃烧 1mol 无水酒精放出的热量是多少千焦? 四、铜锌原电池及其原理10.原电池是把 能转化为 能的装置。形成原电池必须要有 、 和 等三个条件。11原电池的正极 （得到或失去）电子，发生 （氧化或还原）反应；负极 （得到或失去）电子。发生 （氧化或还原）反应。12实验室常用含有杂质的锌代替纯锌与稀硫酸的反应制取氢气，含有杂质的锌与稀硫酸反应的速率比纯锌与稀硫酸的反应的速率快得多，这是因为 。13、都是金属，中混有时，先腐蚀；与
18、组成原电池时，为电池的8正极。三种金属的活动性顺序为（ ）. . . .14下列组合，能构成原电池的是（ ）电极 电极 电解液. 铝 铜 稀盐酸. 铜 铜 稀盐酸. 铜 铁 蒸馏水. 铝 铁 蔗糖溶液4.1 物质在溶解过程中有能量变化吗一、能量的守恒和转化 电能，机械能，动能，风能，地热能，太阳能，潮汐能，核能等转换能量守恒 吸收 臭氧层资源有限，不可再生，污染严重；氢能源来源丰富，热值高，不污染且可循环使用二、溶解的过程和溶解热现象5、D 6、B 7、C三、溶解和结晶8、C 9、 D 10、C 11、18an/(m-n)4.2 化学变化中的能量变化一、化学反应中的热效应1、C 2、 3、 （
19、 1）mol 固态的 C6H12O6和 6mol 气态的 O2反应生成 6mol 气态的 CO2和 6mol 液态的 H2O 时，放出 2804kJ 的热量。（2） （1）C 6H12O6(s)+6O2(g) （2）6CO 2(s)+6H2O(l) （3）吸收 2804kJ 的热量二、热化学方程式4、C 5、1mol 氮气在氧气中充分燃烧，放出 180.58kJ 的热量。6、CH 4（g）2O 2（g） CO 2（g）2H 2O（l）+8904 kJ三、燃料的充分利用7、2.910 6 kJ 2C4H10（g）13O 2（g） 8CO 2（g）10H 2O（l）+5.810 6 kJ8、D 9、1365 kJ四、铜锌原电池及其原理10.化学；电；由两种活动性不同的金属（或一种非金属）作电极；能与其中一种电极反应的电解质溶液；构成闭合回路。11.得到；还原；失去；氧化12.在含杂质的锌中，杂质和锌在稀硫酸中构成无数个微小的原电池，其中锌为负极，由于原电池的作用，加快了反应速率。913.C；14.A。
