剖析物质变化中的能量变化.pptx

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1、会计学1剖析物质变化中的能量变化剖析物质变化中的能量变化 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呢？第1页/共93页 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能，能量转化遵循能量守恒原理。第2页/共93页一、能量的守恒和转化 世界是物质的。物质都在不断地运动着,没有不运动的物质,也没有无物质的运动。运动是物质的固有属性,物质的运动形式又是多种多样的,如机械运动、分子热运动、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第3页/共93页 自然界一切物质都具有能量。用钉子挂在

2、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，如势能，当它掉下后一部分能量传递给地面，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，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递的过程中，各种形式能量的总量保持不变。那么，当挂历落下的过程中，总的能量会改变吗？回答是否定的。这就是能量守恒定律第4页/共93页n n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。n n那么，食物的能量来自何方

3、？那么，食物的能量来自何方？n n来自太阳。来自太阳。n n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。n n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。第5页/共93页太阳能植物(生物能)矿物燃料(煤、石油、天然气)食物燃料热能动能光合作用地壳运动第6页/共93页n n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

4、的主要来源。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。n n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？物质中，哪个提供的能量最高？物质中，哪个提供的能量最高？营养素营养素 100g牛奶中的含量牛奶中的含量 100g牛奶能提供的能量牛奶能提供的能量糖类糖类4.7 g80kJ脂肪脂肪3.9 g140kJ蛋白质蛋白质3.3 g56kJ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

5、物质之称。第7页/共93页探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。n n液态水怎样变成气态水？n n我们知道，将水加热，液态水会变成气态水。n n表明水从液态转化为气态的过程中，从外界得到了能量。n n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。n n同理，液态水的能量比固态水的能量高。第8页/共93页探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。探究：物质三态变化中的能量变化。n n能量从高转化到低时，总有能量放出。n n能量从低转化到高时，总要

6、吸收能量。n n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，人们运用这一变化规律调节环境的温度，营造舒适的居住环境。工业生产中，运用这一规律制造热交换器，用于对原料的预热或产品的降温。第9页/共93页二、溶解的过程和溶解热现象二、溶解的过程和溶解热现象n n想一想：什么是溶液？溶液有何特征？n n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。n n溶液不同于一般的混合物，它是均匀、透明和稳定的。n n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、物质的溶解过程第10页/共93页探究：物质的溶

7、解过程探究：物质的溶解过程n n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？n n实验：将一小粒高锰酸钾晶体轻轻实验：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。地放入盛有水的烧杯中，观察现象。n n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，水中的紫红色范围逐渐扩大，最后变成均匀的紫红色溶液。第11页/共93页探究：物质的溶解过程探究：物质的溶解过程n n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。n n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

8、中扩散，分布于整个溶液中，因而使溶液变成了紫红色。n nKMnO4 K+MnO4-第12页/共93页n n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？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？n n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。n n水分子提供能量后，自身能量必然降低，温度降低。n n故故物质扩散应该是一个吸热过程物质扩散应该是一个吸热过程。n n如果要知道物质溶解时是否只存如果要知道物质溶解时是否只存在溶质的扩散过程，只要将不同在

9、溶质的扩散过程，只要将不同的物质溶解于水，测定水温的变的物质溶解于水，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降低，则溶解时才可能只存在溶质的扩散过程。反之，一定还存质的扩散过程。反之，一定还存在其他过程。在其他过程。第13页/共93页2、溶解过程中的能量变化、溶解过程中的能量变化n n物质溶解于水时水温并不都是物质溶解于水时水温并不都是降低降低n n如水中溶入氯化铵后，水温降如水中溶入氯化铵后，水温降低低n n水中溶入氢氧化钠后，水温升水中溶入氢氧化钠后，水温升高高n n水中溶入氯化钠时，水温相差水中溶入氯化钠时，水温相差不大不大显然，

10、物质溶解时，不仅存在扩散过程，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，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，导致水温升高。第14页/共93页溶解过程扩散化学过程物理过程放热吸热水合小结 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.第15页/共93页n n由于物质溶解时不可能溶质的分由于物质溶解时不可能溶质的分子或离子扩散时吸收

11、的能量完全子或离子扩散时吸收的能量完全等于溶质的分子或离子水合时放等于溶质的分子或离子水合时放出的热量出的热量,故不可能有哪种物质故不可能有哪种物质溶解时温度不发生变化溶解时温度不发生变化.n n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?n n氯化钠溶液中存在钠离子、氯离氯化钠溶液中存在钠离子、氯离子、水合钠离子子、水合钠离子、水合氯离子、水合氯离子、水分子。、水分子。n n中学中常见的溶解时放热的物质中学中常见的溶解时放热的物质有有NaOH、浓、浓H2SO4 CaO等等,溶解溶解时吸热的物质有时吸热的物质有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等，溶解时热量变化不等，溶解时热量变化

12、不明显的物质有明显的物质有NaCl等等第16页/共93页三、溶解与结晶三、溶解与结晶n n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？么呢？么呢？n n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，溶液中离子碰撞的机会增的浓

13、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。断地从海水中析出。断地从海水中析出。n n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。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。第17页/共93页n n物质溶解后，溶质分

14、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，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，溶液中的溶质离开晶体表面进入溶液中。同样，溶液中的溶质离开晶体表面进入溶液中。同样，溶液中的溶质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，被固体表面的分子或离子也会碰撞到固体表面，被固体表面的分子或离子也会碰撞到固体表面，被固体表面的分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。微粒吸引，不断地在晶体表面聚集成晶体。微粒吸引，不断地在晶体表面聚集

15、成晶体。微粒吸引，不断地在晶体表面聚集成晶体。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“”号表示固体溶质 溶液中的溶质溶解结晶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。第18页/共93页n n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，n n即即V（溶解）（溶解）V（结晶）（结晶）n n此时，从表面上看，固体溶质此时，从表面上看，固体溶质在不断地溶解（减少）在不断地溶解（减少）第19页/共93页n n随

16、着溶液里溶质微粒的逐渐增加，由随着溶液里溶质微粒的逐渐增加，由随着溶液里溶质微粒的逐渐增加，由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溶液里回到固体溶质表面的微粒数也溶液里回到固体溶质表面的微粒数也溶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。随之增加，溶质结晶的量逐渐增加。随之增加，溶质结晶的量逐渐增加。随之增加，溶质结晶的量逐渐增加。n n当单位时间内扩散到溶液里的溶质微当单位时间内扩散到溶液里的溶质微当单位时间内扩散到溶液里的溶质微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粒数目，与回到固体溶质表面的溶质粒数目，与回到固体溶

17、质表面的溶质粒数目，与回到固体溶质表面的溶质微粒数目相等时，微粒数目相等时，微粒数目相等时，微粒数目相等时，n n即即即即V V（溶解）（溶解）（溶解）（溶解）=V V （结晶）（结晶）（结晶）（结晶）n n此时，从表面上看，固体溶质不再减此时，从表面上看，固体溶质不再减此时，从表面上看，固体溶质不再减此时，从表面上看，固体溶质不再减少，也不再增加。少，也不再增加。少，也不再增加。少，也不再增加。第20页/共93页 当固体溶质不再减少，也不当固体溶质不再减少，也不再增加时，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。第21页/共93页n使溶液中

18、析出晶体的方法使溶液中析出晶体的方法主要有：主要有：n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？第22页/共93页n n随着温度的变化而溶解度不大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的物质，一般用蒸发溶剂的方法从溶液中提取。法从溶液中提取。n n溶解度的变化随温度变化较大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度的方法来使溶液中的溶质析出。出。第23页/共93页KAl(SO4)212H2OCuSO45H2O第24页/共93页思考题思考题（

19、1）n n硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜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？还是两物理变化还是化学变化？还是两者皆有之？者皆有之？n n解析：解析：n n物理变化和化学变化的最大区别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不同，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，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故由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，由于颜色和外形要是化学变化，由于颜色和外形同时也发生了变化，所以也是物同时也

20、发生了变化，所以也是物理变化。理变化。第25页/共93页思考题思考题（2）n n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？n n解析：解析：解析：解析：n n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方向进

21、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。程条件不同，故不是可逆反应。程条件不同，故不是可逆反应。第26页/共93页思考题思考题（3）n n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？硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是风化吗？硫酸

22、铜晶体转化为无水硫酸铜是风化吗？n n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？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？n n解析：解析：解析：解析：n n风化是指在室温下和干燥的空气中会失去一部分或风化是指在室温下和干燥的空气中会失去一部分或风化是指在室温下和干燥的空气中会失去一部分或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。全部结晶水的现象。全部结晶水的现象。全部结晶水的现象。n n硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜不是在室温下和干燥硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜不是在室温下和干燥硫酸铜晶体转化为无水硫酸

23、铜不是在室温下和干燥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，故这的空气中进行的，而是在加热条件下进行的，故这的空气中进行的，而是在加热条件下进行的，故这的空气中进行的，而是在加热条件下进行的，故这一过程不是风化。一过程不是风化。一过程不是风化。一过程不是风化。n n潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐潮解是指晶体吸收空气中的水蒸气，在晶体表面逐渐形成溶液的现象。渐形成溶液的现象。渐形成溶液的现象。渐形成溶液的现象。n n浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气

24、后变稀不浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不是潮解。是潮解。是潮解。是潮解。第27页/共93页第四章 剖析物质变化中的能量变化第28页/共93页一、化学反应中的热一、化学反应中的热效应效应 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，叫做放热反应。化学反应中需要吸收热量的反应，叫做吸热反应。第29页/共93页想一想：据你所知，哪些化学反应有热量想一想：据你所知，哪些化学反应有热量想一想：据你所知，哪些化学反应有热量想一想

25、：据你所知，哪些化学反应有热量放出？放出？放出？放出？我们平时用煤气烧饭，表明煤气我们平时用煤气烧饭，表明煤气燃烧是放热反应。燃烧是放热反应。2CO +O2 2CO2 +Q点燃 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。CaO +H2O Ca(OH)2 +Q第30页/共93页化学反应是否都是放热反应？化学反应是否都是放热反应？化学反应是否都是放热反应？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想一想：在一个烧得很旺的煤炉上泼洒少量水，上泼洒少量水，有什么现象？有什么现象？如果泼洒大量水，又会有什如果泼洒大量水，又会有什么现象？么现象？推测：

26、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。这是什么原因？C +H2O CO +H2高温红热的煤炭上泼洒了水以后，会发生如下反应：第31页/共93页 我们知道，煤在空气中燃烧是一我们知道，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。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热反应。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，没有降到煤炭、一氧化碳、氢气的

27、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易燃烧，故看到火焰更旺。第32页/共93页结论：化学反应既有放出热量的反应，结论：化学反应既有放出热量的反应，结论：化学反应既有放出热量的反应，结论：化学反应既有放出热量的反应，也有吸收热量的反应。也有吸收热量的反应。也有吸收热量的反应。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，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。表明该反应也是吸热反应。表明该反应也是吸热反应。表明该反应也是吸热反应。吸热反应和放热反应最大的区别是什么？放热反应

28、发生后，只要不断补充反应物，反应能持续进行下去；而吸热反应只补充反应物，不维持反应条件，反应就会停下来。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行下去。第33页/共93页 那么，化学上如何区别吸热反应和放那么，化学上如何区别吸热反应和放那么，化学上如何区别吸热反应和放那么，化学上如何区别吸热反应和放热反应呢？热反应呢？热反应呢？热反应呢？中学化学中，用“Q”表示热量的符号，热量的单位常用千焦“kJ”.放出热量的反应，在反应式右边用“+Q”表示；吸收热量的反应，在反应式右边用“-Q”表示。第34页/共93页化学反应的热效应放热反应要吸收热量有热量放出-Q+Q吸热反应第

29、35页/共93页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？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：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？第36页/共93页 一般来说，吸热反一般来说，吸热反应是不能自发地进行下应是不能自发地进行下去的，而放热反应是能去的，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。第37页/共

30、93页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？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。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

31、致化学反应中有能化学能）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化学能）不同，是导致化学反应中有能量变化的根本原因。量变化的根本原因。量变化的根本原因。量变化的根本原因。第38页/共93页怎样的反应是放热反应怎样的反应是放热反应？怎样的反应是吸热反？怎样的反应是吸热反应？应？反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量高高高高于生成物所具有的于生成物所具有的于生成物所具有的于生成物所具有的总能量，发生反应时有能量释放出来，是放热总能量，发生反应时有能量释放出来，是放热总能量，发生反应时有能量释放出来，是放热总能量，发生反应时有能量释放出来

32、，是放热反应。反应。反应。反应。反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量低低低低于生成物所具有的于生成物所具有的于生成物所具有的于生成物所具有的总能量，发生反应时反应物要吸收能量才能转总能量，发生反应时反应物要吸收能量才能转总能量，发生反应时反应物要吸收能量才能转总能量，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。化为生成物，是吸热反应。化为生成物，是吸热反应。化为生成物，是吸热反应。第39页/共93页 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。第40页/共93页 那么，能

33、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？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。第41页/共93页 显然，放热反应中，反应物的总能量显然，放热反应中，反应物的总能量显然，放热反应中，反应物的总能量显然，放热反应中，反应物的总能量高，不稳定，生成物的总能量低，较稳高，不稳定，生成物的总能量低，较稳高，不稳定，生成物的总能量低，较稳高，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

34、，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，放热反应是物质从不稳定转化为稳定的过程。定的过程。定的过程。定的过程。由此进一步可推测，放热反应中，放由此进一步可推测，放热反应中，放由此进一步可推测，放热反应中，放由此进一步可推测，放热反应中，放出的能量越多，反应越容易，生成物越出的能量越多，反应越容易，生成物越出的能量越多，反应越容易，生成物越出的能量越多，反应越容易，生成物越稳定。稳定。稳定。稳定。第42页/共93页二、热化学方程二、热化学方程式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 +O

35、2 CO2点燃C(s)+O2(g)CO2(g)+393.5kJ第43页/共93页探究：热化学方程式的意义探究：热化学方程式的意义探究：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：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？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？是否无论氢气多少，燃烧时都产生那么多的热量？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？第44页/共93页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表示化学反应所放出或吸收热量的化学表示化学反

36、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。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热化学方程式与一般化学方程式的区别：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；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“+”或“-”号及热量的数值和单位；第45页/共93页根据热化学方程式的计算根据热化学方程式的计算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式中的系数

37、就是表示反应中该物质的物质的量。物质的物质的量。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.第46页/共93页解解解解:设放出的热量为设放出的热量为设放出的热量为设放出的热量为Q,Q,则则则则: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第47页/共93页根据如下热化学方程式：根据如下热化学方程式：根据如下热化

38、学方程式：根据如下热化学方程式：求求求求1mol1mol 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。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：式除以2减去式，可得0H2O(l)-H2O(g)+285.8kJ-241.8kJ H2O(g)H2O(l)+44kJ 则1mol水由气态转化为液态将放出44kJ的热量第48页/共93页三、燃料的充分利三、燃料的充分利用用使燃料充分利用，要考虑：使燃料充分利用，要考虑：1、燃料的充分燃烧、燃料的

39、充分燃烧2、热能的充分利用、热能的充分利用第49页/共93页若空气不足，则燃烧不完全浪费，污染若空气太足，则要带走热量热量损失通入空气的量：燃料的形态：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，把液体燃料喷成雾状。第50页/共93页热值水煤气热交换能源利用率标准煤第51页/共93页第52页/共93页 化学能可以转变为热能，还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。第53页/共93页化学电源原电池蓄电池燃料电池第54页/共93页一、原电池的原理第55页/共93页将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？将C

40、u片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？思考与讨论若将Zn片,Cu片用一导线连接再浸在H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？第56页/共93页导线间接一电导线间接一电导线间接一电导线间接一电流计有何流计有何流计有何流计有何现象现象现象现象产生？为什么产生？为什么产生？为什么产生？为什么？用一干电池连接电流计验证电子流向，确定Zn片,Cu片的正负极是怎样的？原电池演示第57页/共93页化学能 转变为的装置就叫 原电池。把电能1、什么是原电池？第58页/共93页2.构成原电池的条件是什么？(1)有两个相连的电极 导体；相连的形式可

41、以多种多样的；电极材料可以多种多样。两种活泼性不同的金属。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。哪种是负极？电极本身都参与反应吗？哪个是负极？电极本身参与反应吗？哪个是负极？电极本身一定参与反应吗？第59页/共93页(3)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）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路(2)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）把化学能转变为电能的装置。闭合电路电极相连接触电解质溶液自发的氧化还原反应分两处进行第60页/共93页3 3 3 3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？、简单原电池的正负极和电子

42、流向如何判断？、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？负极负极（）：电 子电 流是不活泼金属或非金属，正极（+）：是活泼金属，本身失去电子，发生氧化反应。进电子，本身不反应，得电子发生还原反应。是溶液中的阳离子要用到金属活动性顺序表：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活泼性，还原性依次 减弱。第61页/共93页4、原电池的工作原理是什么？第62页/共93页氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失去e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H+2e=H2阴离子阳离子总反应：负极正极 2H+2e=H2Zn-2e=Zn2+Zn+2H+=

43、Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子第63页/共93页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。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。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入正极，从而产生电流。明确以下几点利用原电池原理 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。第64页/共93页练习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，并写出电极反应

44、式.()()()2H+2eH2负极：总反应：正极：Zn2eZn2+Zn+2H+Zn2+H2第65页/共93页()()负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn2e Zn2+2H+2e H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e Fe2+Cu2+2e CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4第66页/共93页 ()()负极：正极：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu第67页/共93页()()负极：正极：总反应：Fe2e Fe2+2H+2eH2Fe+2H+Fe2+H2或 Fe+H2SO4FeSO4+H2第68页

45、/共93页2.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，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（）DA.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；第69页/共93页5.原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。第70页/共93页干电池的工作原理干电池的工作原理负极负极:Zn-2eZn2+（锌筒）（锌筒）正极：正极：2NH4+2e 2NH3+H2 H2+2MnO2 Mn2O3 +H2O（石墨棒）（石墨棒）电解质溶液：电解质溶液：氯化铵、氯化锌、少量氯化铵、氯化锌、少量淀粉和水调成糊状淀粉和水调成糊状总

46、反应的离子方程式：总反应的离子方程式：Zn+2NH4+Zn2+2NH3+H2总反应的化学方程式：总反应的化学方程式：Zn+2MnOZn+2MnO2 2+2NH+2NH4 4ClMnClMn2 2OO3 3+Zn(NH+Zn(NH3 3)2 2ClCl2 2+H+H2 2OO干电池又叫锌锰电池，属于一次电池第71页/共93页常见实用电池常见实用电池Zn+2MnOZn+2MnO2 2+H+H2 2OMnO(OH)+ZnOOMnO(OH)+ZnO碱性锌锰电池 纽扣电池（银锌电池）Zn+Ag2O 2Ag+ZnO锂电池 锂电池分为一次电池和二次电池两类，目前在照相机等耗电量较低的电子产品中主要使用不可充

47、电的一次锂电池，而在摄像机、数码相机、手机及笔记本电脑等耗电量较大的电子产品中则使用可充放电的二次锂电池，即锂离子电池。第72页/共93页负极负极:Pb+SO42-2e PbSO4正极：正极：PbO2+4H+SO42-+2e PbSO4+2H2O 总反应的化学方程式：总反应的化学方程式：Pb+PbO2+2+2H2SO422PbSO4+2H+2H2 2OO二 次 电 池铅蓄电池第73页/共93页新型电源新型电源燃料电池燃料电池负极:2H2+4OH-4e4H2O正极：O2+2H2O+4e 4OH-总反应式：2H2 +O2 2H2O氢氧燃料电池第74页/共93页(2)比较金属活动性强弱。例1：下列叙

48、述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）第75页/共93页比较反应速率例2：下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和 1mol/L 硫酸；B.A.纯锌和1mol/L 硫酸；纯锌和18 mol/L 硫酸；C.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D）第76页/共93页比较金属腐蚀的快慢例3：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是(2)(1)(3)(4)第77页/共93页例4：下列装置中四块相

49、同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(4)(2)(1)(3)第78页/共93页判断溶液pH值变化、例5：在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L,若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的H+为 （溶液体积变化忽略不计）0.2解得：y 0.015(mol)x 0.015(mol)0.175(mol/L)答：流过导线的电子为0.015mol,溶液的H+为0.175mol/L。0.015根据电极反应：正极：负极：Zn2eZn2+2H+2e H2得：2 2 22.4x y 0.168解：0.1250.22

50、c(H+)余2H+2eH20.175mol/L0.015第79页/共93页问题讨论(1).(2).金属的腐蚀和防护判断下列装置是否为原电池？若是，指出电极名称并写出电极反应式。若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？第80页/共93页(4)钢铁腐蚀的本质是什么？什么是钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀？为什么常以后者为主？(5)生产上常采取哪些金属防腐措施？(3)钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或浓度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？第81页/共93页钢铁表面形成的微小原电池