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文檔簡介
1、第四章 剖析物質變化中的能量變化 你到過黃果樹嗎?假如你站在那飛流直瀉的瀑布前,你你到過黃果樹嗎?假如你站在那飛流直瀉的瀑布前,你一定會被這眼前的壯觀所吸引。為什么高處的水往下流,一定會被這眼前的壯觀所吸引。為什么高處的水往下流,而低處的水不往上流呢?而低處的水不往上流呢? 這就是由于高處的水的勢能高,能量從高處自動轉化到這就是由于高處的水的勢能高,能量從高處自動轉化到低處。那么,勢能變小了,減少的那部分能量到哪里去了低處。那么,勢能變小了,減少的那部分能量到哪里去了呢?呢? 是由于轉化為動能。是由于轉化為動能。 在勢能轉化為動能的過程中,減少的勢能等于增加的動在勢能轉化為動能的過程中,減少的
2、勢能等于增加的動能,能量轉化遵循能量守恒原理。能,能量轉化遵循能量守恒原理。一、能量的守恒和轉化一、能量的守恒和轉化 世界是物質的。物質都在不斷地運動世界是物質的。物質都在不斷地運動著著, ,沒有不運動的物質沒有不運動的物質, ,也沒有無物質的也沒有無物質的運動。運動是物質的固有屬性運動。運動是物質的固有屬性, ,物質的運物質的運動形式又是多種多樣的動形式又是多種多樣的, ,如機械運動、分如機械運動、分子熱運動、電磁運動等。子熱運動、電磁運動等。想一想: 有沒有不運動的物質? 有沒有無物質的運動?能量是物質運動的一種度量能量是物質運動的一種度量 自然界一切物質都具有能量。用釘自然界一切物質都具
3、有能量。用釘子掛在墻壁的掛歷,當釘子銹蝕后會掉子掛在墻壁的掛歷,當釘子銹蝕后會掉在地上,是由于掛歷本身存在能量,如在地上,是由于掛歷本身存在能量,如勢能,當它掉下后一部分能量傳遞給地勢能,當它掉下后一部分能量傳遞給地面,本身能量降低。面,本身能量降低。想一想:有沒有無能量的物質? 能量具有各種不同的形式,能量具有各種不同的形式,能夠從一種形式轉化為另一種能夠從一種形式轉化為另一種形式,從一個物體傳遞給另一形式,從一個物體傳遞給另一個物體,在轉化和傳遞的過程個物體,在轉化和傳遞的過程中,各種形式能量的總量保持中,各種形式能量的總量保持不變。不變。 那么,當掛歷落下的過程中,總的那么,當掛歷落下的
4、過程中,總的能量會改變嗎?能量會改變嗎? 回答是否定的?;卮鹗欠穸ǖ摹_@就是這就是能量守恒定律能量守恒定律 人在饑餓的時候會感到四肢無力,人在饑餓的時候會感到四肢無力,此時若補充食物,馬上有了力氣。此時若補充食物,馬上有了力氣。這是由于食物中的能量傳遞給了人這是由于食物中的能量傳遞給了人的緣故。的緣故。 那么,食物的能量來自何方?那么,食物的能量來自何方? 來自太陽。來自太陽。 太陽具有巨大的能量,它能引起一太陽具有巨大的能量,它能引起一系列的物質轉化和能量轉化。系列的物質轉化和能量轉化。 地球上的一切生物能歸根到底來自地球上的一切生物能歸根到底來自太陽。太陽。太陽能植物(生物能)礦物燃料(煤
5、、石油、天然氣)食物燃料熱能動能光合作用地殼運動 食物中產生能量的營養(yǎng)物質主要是糖類、脂肪和食物中產生能量的營養(yǎng)物質主要是糖類、脂肪和蛋白質,它們是人體所需能量的主要來源。蛋白質,它們是人體所需能量的主要來源。 那么,相同質量的糖類、脂肪和蛋白質三種營養(yǎng)那么,相同質量的糖類、脂肪和蛋白質三種營養(yǎng)物質中,哪個提供的能量最高?物質中,哪個提供的能量最高? 不難發(fā)現(xiàn),相同質量的脂肪提供的能量最高,故不難發(fā)現(xiàn),相同質量的脂肪提供的能量最高,故脂肪有高能量物質之稱。脂肪有高能量物質之稱。探究:物質三態(tài)變化中的能量變化。 液態(tài)水怎樣變成氣態(tài)水? 我們知道,將水加熱,液態(tài)水會變成氣態(tài)水。 表明水從液態(tài)轉化為
6、氣態(tài)的過程中,從外界得到了能量。 則根據(jù)能量守恒定律可知,氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高。 同理,液態(tài)水的能量比固態(tài)水的能量高。探究:物質三態(tài)變化中的能量變化。 能量從高轉化到低時,總有能量放出。 能量從低轉化到高時,總要吸收能量。 物質的三態(tài)能量轉化如下:固態(tài)氣態(tài)液態(tài)吸收能量放出能量吸收能量放出能量 日常生活中,人們運日常生活中,人們運用這一變化規(guī)律調節(jié)用這一變化規(guī)律調節(jié)環(huán)境的溫度,營造舒環(huán)境的溫度,營造舒適的居住環(huán)境。工業(yè)適的居住環(huán)境。工業(yè)生產中,運用這一規(guī)生產中,運用這一規(guī)律制造熱交換器,用律制造熱交換器,用于對原料的預熱或產于對原料的預熱或產品的降溫。品的降溫。二、溶解的過程和溶解熱現(xiàn)象
7、二、溶解的過程和溶解熱現(xiàn)象 想一想:什么是溶液?溶液有何特征? 溶液是由一種或幾種物質(溶質)分散到另一種物質(溶劑)中,形成的均勻、透明和穩(wěn)定的混合物。 溶液不同于一般的混合物,它是均勻、透明和穩(wěn)定的。 所謂均勻是指溶液中的溶質的分散程度很高,達到分子(或離子)水平。1 1、物質的溶解過程、物質的溶解過程探究:物質的溶解過程 溶質是如何分散到溶劑中,又如何形成均勻、穩(wěn)定的混合物呢? 實驗:將一小粒高錳酸鉀晶體輕輕地放入盛有實驗:將一小粒高錳酸鉀晶體輕輕地放入盛有水的燒杯中,觀察現(xiàn)象。水的燒杯中,觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象:在水中放入紫黑色的高錳酸鉀晶體后,可以清楚地看到,晶體外邊的高錳酸鉀擴散到水中,
8、水中的紫紅色范圍逐漸擴大,最后變成均勻的紫紅色溶液。探究:物質的溶解過程 原因:高錳酸鉀晶體表面的微粒在水分子的作用下,不斷被“水”分子拖入水中,電離成無色的鉀離子和紫紅色的高錳酸根離子。 這兩種離子又在水分子作用下,克服離子間的引力,逐漸向水中擴散,分布于整個溶液中,因而使溶液變成了紫紅色。 KMnO4 K+ + MnO4- 想一想:物質溶解時是否只存在溶質的擴散過程?想一想:物質溶解時是否只存在溶質的擴散過程? 物質的擴散過程是在水分子作用下,溶質分子或離子向水中分散。擴散時必須克服微粒間的作用,這部分能量來自水。 水分子提供能量后,自身能量必然降低,溫度降低。 故故物質擴散應該是一個吸熱
9、過程物質擴散應該是一個吸熱過程。 如果要知道物質溶解時是否只存在溶質的擴散如果要知道物質溶解時是否只存在溶質的擴散過程,只要將不同的物質溶解于水,測定水溫過程,只要將不同的物質溶解于水,測定水溫的變化,如果所有溶解過程都是水溫降低,則的變化,如果所有溶解過程都是水溫降低,則溶解時才可能只存在溶質的擴散過程。反之,溶解時才可能只存在溶質的擴散過程。反之,一定還存在其他過程。一定還存在其他過程。2、溶解過程中的能量變化 物質溶解于水時水溫并不都是降低物質溶解于水時水溫并不都是降低 如水中溶入氯化銨后,水溫降低如水中溶入氯化銨后,水溫降低 水中溶入氫氧化鈉后,水溫升高水中溶入氫氧化鈉后,水溫升高 水
10、中溶入氯化鈉時,水溫相差不大水中溶入氯化鈉時,水溫相差不大 顯然,物質溶解時,不僅存在擴散過程,顯然,物質溶解時,不僅存在擴散過程,還存在著其他過程。還存在著其他過程。 由于物質溶解后,溶液中還存在大量的水分子,由于物質溶解后,溶液中還存在大量的水分子,以及物質溶解后的微粒(離子和分子),這些微以及物質溶解后的微粒(離子和分子),這些微粒也可以與水分子結合,同時釋放出能量,導致粒也可以與水分子結合,同時釋放出能量,導致水溫升高。水溫升高。溶解過程溶解過程擴散擴散化學過程化學過程物理過程物理過程放熱放熱吸熱吸熱水合水合小結小結 物質的溶解通常有兩個過程:一個是溶質的分子或離子在水分子作用下向水中
11、擴散,在這個過程中,溶質分子或離子要克服分子或離子之間的引力,需要向外界吸收熱量,是物理過程;另一個是溶質分子或離子和水分子結合成水合分子或水合離子的過程,這一過程放出熱量,是化學過程. 由于物質溶解時不可能溶質的分子或離子擴由于物質溶解時不可能溶質的分子或離子擴散時吸收的能量完全等于溶質的分子或離子散時吸收的能量完全等于溶質的分子或離子水合時放出的熱量水合時放出的熱量,故不可能有哪種物質溶故不可能有哪種物質溶解時溫度不發(fā)生變化解時溫度不發(fā)生變化. 問問:氯化鈉溶液中存在哪些微粒氯化鈉溶液中存在哪些微粒? 氯化鈉溶液中存在鈉離子、氯離子、水合鈉氯化鈉溶液中存在鈉離子、氯離子、水合鈉離子離子 、
12、水合氯離子、水合氯離子 、水分子。、水分子。 中學中常見的溶解時放熱的物質有中學中常見的溶解時放熱的物質有NaOH、濃濃H2SO4 CaO等等,溶解時吸熱的物質有溶解時吸熱的物質有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等,溶解時熱量變化不明等,溶解時熱量變化不明顯的物質有顯的物質有NaCl等等三、溶解與結晶三、溶解與結晶 在學習海水曬鹽時我們知道,將海水照在學習海水曬鹽時我們知道,將海水照曬后,食鹽會從溶液中析出。這是為什曬后,食鹽會從溶液中析出。這是為什么呢?么呢? 將海水照曬后,隨著水分的蒸發(fā),溶液將海水照曬后,隨著水分的蒸發(fā),溶液的濃度增大,溶液中離子碰撞的機會增的濃度增大,溶液中離子碰撞的
13、機會增加,當鈉離子與氯離子相遇后結合成氯加,當鈉離子與氯離子相遇后結合成氯化鈉,隨著水的蒸發(fā),生成的氯化鈉不化鈉,隨著水的蒸發(fā),生成的氯化鈉不斷地從海水中析出。斷地從海水中析出。 使晶態(tài)溶質從溶液中析出的過程叫結晶。使晶態(tài)溶質從溶液中析出的過程叫結晶。 物質溶解后,溶質分子或離子克服微粒間的引力,物質溶解后,溶質分子或離子克服微粒間的引力,離開晶體表面進入溶液中。同樣,溶液中的溶質分離開晶體表面進入溶液中。同樣,溶液中的溶質分子或離子也會碰撞到固體表面,被固體表面的微粒子或離子也會碰撞到固體表面,被固體表面的微粒吸引,不斷地在晶體表面聚集成晶體。吸引,不斷地在晶體表面聚集成晶體。 因此,物質的
14、溶解與結晶是兩個同時進行的因此,物質的溶解與結晶是兩個同時進行的相反的過程,通常用相反的過程,通常用“ ”“ ”號表示號表示固體溶質固體溶質 溶液中的溶質溶液中的溶質溶解溶解結晶結晶 只是開始時析出的晶體量小于溶解的溶只是開始時析出的晶體量小于溶解的溶質的量,故表現(xiàn)為溶解。質的量,故表現(xiàn)為溶解。 當溶質開始溶解時,在單位時當溶質開始溶解時,在單位時間內從固體溶質表面擴散到溶間內從固體溶質表面擴散到溶劑里的溶質微粒數(shù)目,比回到劑里的溶質微粒數(shù)目,比回到固體表面的溶質微粒數(shù)目多,固體表面的溶質微粒數(shù)目多, 即即V(溶解)(溶解) V (結晶)(結晶) 此時,從表面上看,固體溶質此時,從表面上看,固
15、體溶質在不斷地溶解(減少)在不斷地溶解(減少) 隨著溶液里溶質微粒的逐漸增加,由溶隨著溶液里溶質微粒的逐漸增加,由溶液里回到固體溶質表面的微粒數(shù)也隨之液里回到固體溶質表面的微粒數(shù)也隨之增加,溶質結晶的量逐漸增加。增加,溶質結晶的量逐漸增加。 當單位時間內擴散到溶液里的溶質微粒當單位時間內擴散到溶液里的溶質微粒數(shù)目,與回到固體溶質表面的溶質微粒數(shù)目,與回到固體溶質表面的溶質微粒數(shù)目相等時,數(shù)目相等時, 即即V(溶解)(溶解)= V (結晶)(結晶) 此時,從表面上看,固體溶質不再減少,此時,從表面上看,固體溶質不再減少,也不再增加。也不再增加。 當固體溶質不再減少,也不當固體溶質不再減少,也不再
16、增加時,稱再增加時,稱溶解平衡溶解平衡。達到。達到溶解平衡的溶液是飽和溶液。溶解平衡的溶液是飽和溶液。使溶液中析出晶體的方法使溶液中析出晶體的方法主要有:主要有:蒸發(fā)溶劑和改變溫度。蒸發(fā)溶劑和改變溫度。想一想:想一想: 使溶液中析出晶體可采取使溶液中析出晶體可采取哪些方法?哪些方法?隨著溫度的變化而溶解度不大的隨著溫度的變化而溶解度不大的物質,一般用蒸發(fā)溶劑的方法從物質,一般用蒸發(fā)溶劑的方法從溶液中提取。溶液中提取。溶解度的變化隨溫度變化較大的溶解度的變化隨溫度變化較大的固體溶質,一般采用改變溫度的固體溶質,一般采用改變溫度的方法來使溶液中的溶質析出。方法來使溶液中的溶質析出。KAl(SO4)
17、212H2OCuSO45H2O思考題(思考題(1) 硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅是物理變化還是硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅是物理變化還是化學變化?還是兩者皆有之?化學變化?還是兩者皆有之? 解析:解析: 物理變化和化學變化的最大區(qū)別是有沒有新的物理變化和化學變化的最大區(qū)別是有沒有新的物質生成。硫酸銅晶體和無水硫酸銅的化學式物質生成。硫酸銅晶體和無水硫酸銅的化學式不同,結構肯定也不同,屬于不同物質,故由不同,結構肯定也不同,屬于不同物質,故由硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅的過程中有新的硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅的過程中有新的物質生成,主要是化學變化,由于顏色和外形物質生成,主要是化學變化,由于顏色和外形
18、同時也發(fā)生了變化,所以也是物理變化。同時也發(fā)生了變化,所以也是物理變化。思考題(思考題(2) 硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅與無水硫硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅與無水硫酸銅轉化為硫酸銅晶體是否是可逆反應?酸銅轉化為硫酸銅晶體是否是可逆反應? 解析:解析: 可逆反應是在相同條件下,向兩個相反可逆反應是在相同條件下,向兩個相反方向進行的反應。硫酸銅晶體轉化為無方向進行的反應。硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅時需要加熱,而無水硫酸銅轉水硫酸銅時需要加熱,而無水硫酸銅轉化為硫酸銅晶體時不需要加熱,兩個過化為硫酸銅晶體時不需要加熱,兩個過程條件不同,故不是可逆反應。程條件不同,故不是可逆反應。思考題(思考題(3)
19、硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅是風化嗎?硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅是風化嗎? 濃硫酸吸收空氣中的水蒸氣后變稀是潮解嗎?濃硫酸吸收空氣中的水蒸氣后變稀是潮解嗎? 解析:解析: 風化是指在室溫下和干燥的空氣中會失去一部分或全風化是指在室溫下和干燥的空氣中會失去一部分或全部結晶水的現(xiàn)象。部結晶水的現(xiàn)象。 硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅不是在室溫下和干燥的硫酸銅晶體轉化為無水硫酸銅不是在室溫下和干燥的空氣中進行的,而是在加熱條件下進行的,故這一過空氣中進行的,而是在加熱條件下進行的,故這一過程不是風化。程不是風化。 潮解是指晶體吸收空氣中的水蒸氣,在晶體表面逐漸潮解是指晶體吸收空氣中的水蒸氣,在晶體表面逐漸形
20、成溶液的現(xiàn)象。形成溶液的現(xiàn)象。 濃硫酸不是晶體,故吸收空氣中的水蒸氣后變稀不是濃硫酸不是晶體,故吸收空氣中的水蒸氣后變稀不是潮解。潮解。第四章 剖析物質變化中的能量變化一、化學反應中的熱效應一、化學反應中的熱效應 化學反應時所放出或吸收的熱量,化學反應時所放出或吸收的熱量,叫作反應的熱效應。叫作反應的熱效應。 化學反應中有熱量放出的反應,化學反應中有熱量放出的反應,叫做放熱反應。叫做放熱反應。 化學反應中需要吸收熱量的反應,化學反應中需要吸收熱量的反應,叫做吸熱反應。叫做吸熱反應。想一想:據(jù)你所知,哪些化學反應有熱量放出?我們平時用煤氣燒飯,表明煤氣燃燒是放熱反應。我們平時用煤氣燒飯,表明煤氣
21、燃燒是放熱反應。2CO + O2 2CO2 + Q點燃點燃 有時,我們看到建筑工人將生石灰投入水中,水有時,我們看到建筑工人將生石灰投入水中,水會沸騰,表明生石灰與水的反應也是放熱反應。會沸騰,表明生石灰與水的反應也是放熱反應。CaO + H2O Ca(OH)2 + Q化學反應是否都是放熱反應?想一想:在一個燒得很旺的煤爐上潑灑少量水,想一想:在一個燒得很旺的煤爐上潑灑少量水, 有什么現(xiàn)象?有什么現(xiàn)象? 如果潑灑大量水,又會有什么現(xiàn)象?如果潑灑大量水,又會有什么現(xiàn)象?推測:燒得很旺的煤爐上潑灑一些水,火焰更旺。推測:燒得很旺的煤爐上潑灑一些水,火焰更旺。 如果潑灑大量水,煤爐就會熄滅。這是什么
22、原因?如果潑灑大量水,煤爐就會熄滅。這是什么原因?C + H2O CO + H2高溫高溫紅熱的煤炭上潑灑了水以后,會發(fā)生如下反應:紅熱的煤炭上潑灑了水以后,會發(fā)生如下反應: 我們知道,煤在空氣中燃燒是一個放熱反應,鼓入我們知道,煤在空氣中燃燒是一個放熱反應,鼓入的空氣越多,放出的熱量越大,爐溫升得越高。的空氣越多,放出的熱量越大,爐溫升得越高。 如果上述反應也是放熱反應,那就會象煤在空氣如果上述反應也是放熱反應,那就會象煤在空氣中燃燒一樣,水潑得越多,爐溫升得越高,煤爐不中燃燒一樣,水潑得越多,爐溫升得越高,煤爐不會熄滅。但上述與事實相反,故上述反應是一個吸會熄滅。但上述與事實相反,故上述反應
23、是一個吸熱反應。熱反應。 那為什么潑上少量水以后火焰會更旺呢?潑的水的那為什么潑上少量水以后火焰會更旺呢?潑的水的量越少,反應吸收的熱量越少,爐溫降的很少,沒有量越少,反應吸收的熱量越少,爐溫降的很少,沒有降到煤炭、一氧化碳、氫氣的著火點以下,而產生的降到煤炭、一氧化碳、氫氣的著火點以下,而產生的一氧化碳和氫氣則燃燒起來,由于氣體一般比固體更一氧化碳和氫氣則燃燒起來,由于氣體一般比固體更易燃燒,故看到火焰更旺。易燃燒,故看到火焰更旺。結論:化學反應既有放出熱量的反應,也有吸收熱量的反應。石灰窯廠燒制石灰,消耗大量的熱能,石灰窯廠燒制石灰,消耗大量的熱能,表明該反應也是吸熱反應。表明該反應也是吸
24、熱反應。吸熱反應和放熱反應最大的區(qū)別是什么?吸熱反應和放熱反應最大的區(qū)別是什么?放熱反應發(fā)生后,只要不斷補充反應物,放熱反應發(fā)生后,只要不斷補充反應物,反應能持續(xù)進行下去;而吸熱反應只補反應能持續(xù)進行下去;而吸熱反應只補充反應物,不維持反應條件,反應就會充反應物,不維持反應條件,反應就會停下來。停下來。因此,當反應開始后,放熱反應能自發(fā)因此,當反應開始后,放熱反應能自發(fā)地進行下去,而吸熱反應不能自發(fā)地進地進行下去,而吸熱反應不能自發(fā)地進行下去。行下去。 那么,化學上如何區(qū)別吸熱反應和放熱反應呢? 中學化學中,用中學化學中,用“Q”表示熱量的符號,表示熱量的符號,熱量的單位常用千焦熱量的單位常用
25、千焦“kJ”. 放出熱量的反應,在反應式右邊用放出熱量的反應,在反應式右邊用“+Q”“+Q”表示;表示; 吸收熱量的反應,在反應式右邊用吸收熱量的反應,在反應式右邊用“-Q”表示。表示?;瘜W反化學反應的熱應的熱效應效應放熱反應放熱反應要吸收熱量要吸收熱量有熱量放出有熱量放出-Q+Q吸熱反應吸熱反應是否所有反應的熱效應都能明顯地感受到呢?是否所有反應的熱效應都能明顯地感受到呢?實驗:鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應實驗:鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應想一想:想一想:如果不做這個實驗,你能否判斷中如果不做這個實驗,你能否判斷中和反應是吸熱反應還是放熱反應?和反應是吸熱反應還是放熱反應? 一般來說,吸熱反應是不能
26、自一般來說,吸熱反應是不能自發(fā)地進行下去的,而放熱反應是能發(fā)地進行下去的,而放熱反應是能自發(fā)地進行下去的。自發(fā)地進行下去的。 中和反應能自發(fā)地進行下中和反應能自發(fā)地進行下去,且反應程度很大,是一個放去,且反應程度很大,是一個放熱反應。熱反應。為什么有的反應是放熱反應,有的反應為什么有的反應是放熱反應,有的反應是吸熱反應?是吸熱反應?化學反應中有的放熱,有的吸熱?;瘜W反應中有的放熱,有的吸熱。由物質三態(tài)轉化時的能量變化推測,化由物質三態(tài)轉化時的能量變化推測,化學反應中的反應物與生成物的內能(稱學反應中的反應物與生成物的內能(稱化學能)不同,是導致化學反應中有能化學能)不同,是導致化學反應中有能量
27、變化的根本原因。量變化的根本原因。怎樣的反應是放熱反應?怎樣的反應怎樣的反應是放熱反應?怎樣的反應是吸熱反應?是吸熱反應? 反應物所具有的總能量反應物所具有的總能量高高于生成物所具于生成物所具有的總能量,發(fā)生反應時有能量釋放出來,有的總能量,發(fā)生反應時有能量釋放出來,是放熱反應。是放熱反應。 反應物所具有的總能量反應物所具有的總能量低低于生成物所具于生成物所具有的總能量,發(fā)生反應時反應物要吸收能有的總能量,發(fā)生反應時反應物要吸收能量才能轉化為生成物,是吸熱反應。量才能轉化為生成物,是吸熱反應。 化學反應的過程,是儲存在物化學反應的過程,是儲存在物質內部的能量轉化為熱能等釋放出質內部的能量轉化為
28、熱能等釋放出來,或者是熱能等轉化為物質內部來,或者是熱能等轉化為物質內部的能量而被儲存起來的過程。的能量而被儲存起來的過程。 那么,能量高的物質穩(wěn)定,還是能量低那么,能量高的物質穩(wěn)定,還是能量低的物質穩(wěn)定?的物質穩(wěn)定? 我們知道,液態(tài)水比水蒸氣穩(wěn)定,但液態(tài)水的能量卻比水蒸氣低,由此可知,物質的能量越高越不穩(wěn)定,越低越穩(wěn)定。 顯然,放熱反應中,反應物的總能顯然,放熱反應中,反應物的總能量高,不穩(wěn)定,生成物的總能量低,較量高,不穩(wěn)定,生成物的總能量低,較穩(wěn)定,放熱反應是物質從不穩(wěn)定轉化為穩(wěn)定,放熱反應是物質從不穩(wěn)定轉化為穩(wěn)定的過程。穩(wěn)定的過程。 由此進一步可推測,放熱反應中,由此進一步可推測,放熱
29、反應中,放出的能量越多,反應越容易,生成物放出的能量越多,反應越容易,生成物越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。二、熱化學方程式二、熱化學方程式試比較以下兩個方程式的不同點試比較以下兩個方程式的不同點:C + O2 CO2點燃點燃C(s)+O2(g)CO2(g)+393.5kJ探究:熱化學方程式的意義探究:熱化學方程式的意義已知如下熱化學方程式:2H2(s)+O2(g) 2H2O (l)+571.6kJ你從中可得到哪些結論?你從中可得到哪些結論?該反應是吸熱反應還是放熱反應?該反應是吸熱反應還是放熱反應?熱化學方程式中的系數(shù)能否用分數(shù)表示,為什么?熱化學方程式中的系數(shù)能否用分數(shù)表示,為什么?是否無論氫氣多少,燃燒
30、時都產生那么多的熱是否無論氫氣多少,燃燒時都產生那么多的熱量?量?如果一定量的氫氣燃燒后,產物是氣態(tài)水,產如果一定量的氫氣燃燒后,產物是氣態(tài)水,產生的熱量相同嗎?生的熱量相同嗎?表示化學反應所放出或吸收熱量的化學表示化學反應所放出或吸收熱量的化學方程式,叫做熱化學方程式。方程式,叫做熱化學方程式。熱化學方程式與一般化學方程式的區(qū)別:熱化學方程式與一般化學方程式的區(qū)別:熱化學方程式一般不用注明反應條件。熱化學方程式一般不用注明反應條件。熱化學方程式中化學式前面的系數(shù)代表該物質的物質熱化學方程式中化學式前面的系數(shù)代表該物質的物質的量,反應熱的大小要與系數(shù)相對應;的量,反應熱的大小要與系數(shù)相對應;熱
31、化學方程式要注明各物質的聚集狀態(tài);熱化學方程式要注明各物質的聚集狀態(tài);熱化學方程式中要注明熱化學方程式中要注明“+”“+”或或“-”“-”號及熱量的數(shù)值號及熱量的數(shù)值和單位;和單位;根據(jù)熱化學方程式的計算根據(jù)熱化學方程式的計算計算的理論依據(jù):熱化學方程式中的系數(shù)就是表計算的理論依據(jù):熱化學方程式中的系數(shù)就是表示反應中該物質的物質的量。示反應中該物質的物質的量。甲烷燃燒的熱化學方程式如下:甲烷燃燒的熱化學方程式如下:CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) +2H2O(l) +890.3kJ求在標準狀況下燃燒1m3甲烷所放出的熱量1mol可燃物充分燃燒生成穩(wěn)定化合物時的反應熱稱為燃燒熱.解解:
32、設放出的熱量為設放出的熱量為Q,則則:答:在標準狀況下,燃燒答:在標準狀況下,燃燒1m3甲烷放出甲烷放出 39745 kJ的熱。的熱。 =39745 kJ1m31000L/m3 22.4L/mol 890.3kJ/mol根據(jù)如下熱化學方程式:根據(jù)如下熱化學方程式:求求1mol 水由氣態(tài)轉化為液態(tài)時的熱量變化。水由氣態(tài)轉化為液態(tài)時的熱量變化。2H2(g) + O2(g)2H2O(l) +571.6kJ H2(g) +1/2 O2(g)H2O(g) +241.8kJ 解:解: 式除以式除以2減去式,可得減去式,可得0H2O(l)-H2O(g) +285.8kJ-241.8kJ H2O(g) H2O
33、(l)+44kJ 則則1mol水由氣態(tài)轉化為液態(tài)將放出水由氣態(tài)轉化為液態(tài)將放出44kJ的熱量的熱量三、燃料的充分利用三、燃料的充分利用使燃料充分利用,要考慮:使燃料充分利用,要考慮:1、燃料的充分燃燒、燃料的充分燃燒2、熱能的充分利用、熱能的充分利用若空氣不足,則燃燒不完全若空氣不足,則燃燒不完全浪費,污染浪費,污染若空氣太足,則要帶走熱量若空氣太足,則要帶走熱量熱量損失熱量損失通入空氣的量:通入空氣的量:燃料的形態(tài):燃料的形態(tài):固、液與空氣接觸面有限,燃燒不完全,故要固、液與空氣接觸面有限,燃燒不完全,故要增加與空氣的接觸面,就要把固體燃料粉碎,增加與空氣的接觸面,就要把固體燃料粉碎,把液體
34、燃料噴成霧狀。把液體燃料噴成霧狀。熱值水煤氣水煤氣熱交換熱交換能源能源利用率利用率標準煤標準煤H+(aq)+OH(aq)=H2O(l); = -57.3 kJ/molH1.定義定義 在在稀溶液稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應而中,酸和堿發(fā)生中和反應而生成生成1mol1mol水水時放出的熱量。時放出的熱量。 研究條件:稀溶液研究條件:稀溶液 反應物:酸與堿反應物:酸與堿 生成物及其物質的量:生成物及其物質的量:1mol1mol 放出的熱量:放出的熱量:57.3kJ/mol57.3kJ/mol注:注:強酸與弱堿反應,強堿與弱酸、弱酸和弱堿強酸與弱堿反應,強堿與弱酸、弱酸和弱堿反反應生成應生成1molH
35、1molH2 2OO放出的熱小于放出的熱小于57.3KJ/mol57.3KJ/mol一、中和熱:一、中和熱:2 2中和反應反應熱的實驗中和反應反應熱的實驗測定測定 (1)實驗藥品:)實驗藥品:50 ml、0.50 mol/L的的鹽酸鹽酸和和50 ml、0.55 mol/L氫氧化鈉氫氧化鈉溶液溶液(2)實驗儀器:)實驗儀器:簡易量熱計簡易量熱計 量筒量筒 (50 mL)兩個)兩個實驗原理:實驗原理:H H= = 4.18 m4.18 mt t1010-3-30.0250.025kJ/molkJ/mol(4)(4)實驗步驟:實驗步驟:a a、藥品取用藥品取用 用一個量筒最取用一個量筒最取50 mL
36、 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L鹽酸,倒鹽酸,倒入小燒杯中,并用溫度計測量鹽酸的溫度,記入入小燒杯中,并用溫度計測量鹽酸的溫度,記入下表。下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。 用另一個量筒量取用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L50 mL 0.55 mol/L NaOH NaOH溶液,并用溫度計測量溶液,并用溫度計測量NaOHNaOH溶液溶液 的溫度,記入下表。的溫度,記入下表。b b、酸堿混合酸堿混合把量筒中的把量筒中的NaOHNaOH溶液溶液迅速迅速倒入量熱計(倒入量熱計(注意不要注意不要灑到外面灑到外面)。立即立即蓋上蓋板
37、蓋上蓋板, ,用用環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕輕輕攪動溶液,并準確讀取混合溶液的最高溫度,攪動溶液,并準確讀取混合溶液的最高溫度,記為終止溫度,記入下表。記為終止溫度,記入下表。c c、 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理d d、 重復以上實驗兩次重復以上實驗兩次H= 0.418 (t2t1)0.025kJ/mol理論上理論上:強酸、強堿強酸、強堿稀溶液稀溶液反應反應:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); H= 57.3kJ/moL 為何所測得的數(shù)據(jù)不是為何所測得的數(shù)據(jù)不是57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol,分析產生誤,分析產生誤差的原因。差的原因。1.1.量取溶液的量取溶液的體積體積有誤
38、差有誤差2.2.溫度計溫度計的的讀數(shù)讀數(shù)有誤。有誤。3.3.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致使熱量測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度,致使熱量損失而引起誤差。損失而引起誤差。4.4.實驗過程中有液體實驗過程中有液體灑灑在外面。在外面。5 5. .混合酸、堿溶液時,混合酸、堿溶液時,動作緩慢動作緩慢,導致實驗誤差。,導致實驗誤差。6 6. .隔熱操作隔熱操作不到位,致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。不到位,致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。問題探究問題探究1 1、簡易量熱計簡易量熱計中中 ,為何要使兩杯口相平?,為何要使兩杯口相平?填碎紙條的作用是什么?填碎紙條的作
39、用是什么?減少熱量損失減少熱量損失2 2、酸、堿混合時,為何要把量筒中的、酸、堿混合時,為何要把量筒中的NaOHNaOH溶液溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入?一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入?問題探究問題探究減少熱量損失減少熱量損失3 3、實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃、實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒?為什么?攪拌棒?為什么?不能。因為銅絲易導熱,使熱量損失較大不能。因為銅絲易導熱,使熱量損失較大4 4、為什么用、為什么用50mL0.55mol/LNaOH50mL0.55mol/LNaOH進行上述實驗?進行上述實驗?可以保證鹽酸完全反應。使測得的熱量更加準確。可以保證鹽酸完全
40、反應。使測得的熱量更加準確。問題探究問題探究5 5、判斷下列實驗操作對中和、判斷下列實驗操作對中和反應反應反應反應熱測定熱測定的數(shù)值有如何影響?填變大變小或者不變。的數(shù)值有如何影響?填變大變小或者不變。大燒杯上沒有蓋硬紙板大燒杯上沒有蓋硬紙板實驗中改用實驗中改用60 mL 0.50 mol/L60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟鹽酸跟50 mL 50 mL 0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液進行實驗溶液進行實驗變小變小不變不變 1、測定酸堿中和熱為什么要用稀溶液?、測定酸堿中和熱為什么要用稀溶液? 答:中和熱是酸堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成答:中和熱是酸堿在稀溶
41、液中發(fā)生中和反應生成 lmol水時所放出的熱量,為什么要指明在稀溶液中呢?水時所放出的熱量,為什么要指明在稀溶液中呢?因為如果在濃溶液中,即使是強酸或強堿,由于得不因為如果在濃溶液中,即使是強酸或強堿,由于得不到足夠的水分子,因此也不能完全電離為自由移動的到足夠的水分子,因此也不能完全電離為自由移動的離子。在中和反應過程中會伴隨著酸或堿的電離及離離子。在中和反應過程中會伴隨著酸或堿的電離及離子的水化,電離要吸收熱量,離子的水化要放出熱量,子的水化,電離要吸收熱量,離子的水化要放出熱量,不同濃度時這個熱量就不同,所以中和熱的值就不同,不同濃度時這個熱量就不同,所以中和熱的值就不同,這樣就沒有一個
42、統(tǒng)一標準了。這樣就沒有一個統(tǒng)一標準了。 2、為什么強酸強堿的中和熱是相同的?、為什么強酸強堿的中和熱是相同的? 答:在稀溶液中,強酸和強堿完全電離,所以它們的答:在稀溶液中,強酸和強堿完全電離,所以它們的反應就是反應就是H+與與OH-結合成結合成H2O的反應,每生成的反應,每生成lmol水放出的熱量(中和熱)是相同的,均為水放出的熱量(中和熱)是相同的,均為 573 kJmol。3、為什么弱酸、弱堿參加的中和反應的中和熱小于、為什么弱酸、弱堿參加的中和反應的中和熱小于 573 kJmol?答:弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離,存在著電離答:弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離,存在著電離平衡。弱酸
43、或弱堿參與中和反應的同時,伴隨著電離,平衡。弱酸或弱堿參與中和反應的同時,伴隨著電離,電離過程要吸收熱量,此熱量就要由電離過程要吸收熱量,此熱量就要由H+與與OH-結合成結合成水分子放出的熱量來抵償,所以總的來說中和熱小于水分子放出的熱量來抵償,所以總的來說中和熱小于 573 kJ/mol。4、是什么原因使中和熱測定結果往往偏低?、是什么原因使中和熱測定結果往往偏低?答:按照課本中所示裝置進行中和熱測定,往往所測結答:按照課本中所示裝置進行中和熱測定,往往所測結果偏低,造成如此現(xiàn)象的主要原因有:果偏低,造成如此現(xiàn)象的主要原因有:(1)儀器保溫性能差。課本中用大小燒杯間的碎紙片)儀器保溫性能差。
44、課本中用大小燒杯間的碎紙片來隔熱保溫,其效果當然不好,免不了熱量散失,所來隔熱保溫,其效果當然不好,免不了熱量散失,所以結果偏低,這是主要原因;以結果偏低,這是主要原因;(2)實驗中忽略了小燒杯、溫度計所吸收的熱量,因)實驗中忽略了小燒杯、溫度計所吸收的熱量,因此也使結果偏低;此也使結果偏低;(3)計算中假定溶液比熱容為計算中假定溶液比熱容為418 J(g),密),密 度為度為 1gcm3,實際上這是水的比熱容和密度,酸,實際上這是水的比熱容和密度,酸 堿溶液的比熱容、密度均較此數(shù)大,所以也使堿溶液的比熱容、密度均較此數(shù)大,所以也使結果偏低結果偏低 。5、為何說保溫效果差是造成中和熱測定值偏低
45、的主要原因?、為何說保溫效果差是造成中和熱測定值偏低的主要原因?答:實驗中溫度升高得不多,所以燒杯、玻璃棒吸收的熱答:實驗中溫度升高得不多,所以燒杯、玻璃棒吸收的熱量甚小,影響不大;而酸、堿溶液是稀溶液,實際密度量甚小,影響不大;而酸、堿溶液是稀溶液,實際密度對比熱容與水相差甚微;所以此影響更微弱。因此說,對比熱容與水相差甚微;所以此影響更微弱。因此說,結果偏低的主要原因是保溫性能差,若能改進裝置,比結果偏低的主要原因是保溫性能差,若能改進裝置,比如用保溫杯代替燒杯,使保溫性能良好,就更能接近理如用保溫杯代替燒杯,使保溫性能良好,就更能接近理論值。論值。6、離子方程式、離子方程式H+OH-=H
46、2O代表了酸堿中和反應的實質,代表了酸堿中和反應的實質,能否用此代表所有中和反應的離子方程式?能否用此代表所有中和反應的離子方程式?答:離子方程式書寫要求答:離子方程式書寫要求“將難電離或難溶的物質以及氣將難電離或難溶的物質以及氣體等用化學式表示體等用化學式表示”,所以弱酸、弱堿參與中和反應時,所以弱酸、弱堿參與中和反應時應以分子的形式保留。例如,醋酸和氫氧化鈉的離子方應以分子的形式保留。例如,醋酸和氫氧化鈉的離子方程式就應當寫為:程式就應當寫為: HAc+OH-=Ac-+H2O ,只有可溶性強酸強堿的離子方,只有可溶性強酸強堿的離子方程式才可能如此表示。程式才可能如此表示。7、為什么中和熱測
47、定中要用稍過量的堿?能不能用過量的、為什么中和熱測定中要用稍過量的堿?能不能用過量的酸?酸?答:這是為了保證堿(或酸)能夠完全被中和。答:這是為了保證堿(或酸)能夠完全被中和。H+與與OH-相互接觸碰撞才能發(fā)生反應,如果用等量的酸、堿,隨相互接觸碰撞才能發(fā)生反應,如果用等量的酸、堿,隨著反應的進行,著反應的進行, H+與與OH-相互碰撞接觸的機會越來越少,相互碰撞接觸的機會越來越少,越來越困難,可能有一部分越來越困難,可能有一部分 H+與與OH-就不能反應,而在就不能反應,而在一種微粒過量的情況下,則大大增加了另一種微粒完全一種微粒過量的情況下,則大大增加了另一種微粒完全反應的機會。不能用過量
48、的酸,因為反應的機會。不能用過量的酸,因為NaOH溶液易吸收溶液易吸收空氣中的空氣中的CO2而使而使NaOH濃度下降,過量的堿能保證酸完濃度下降,過量的堿能保證酸完全被中和,從而提高實驗準確度。此外,也為了便于計全被中和,從而提高實驗準確度。此外,也為了便于計算,因為相同濃度時鹽酸的密度比氫氧化鈉的大,算,因為相同濃度時鹽酸的密度比氫氧化鈉的大,1mol/L鹽酸和鹽酸和1.1mol/L氫氧化鈉溶液的密度可以近似氫氧化鈉溶液的密度可以近似作為作為1g/mL,故,故NaOH要過量。要過量。8 為什么要用環(huán)形玻璃棒攪拌?若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會為什么要用環(huán)形玻璃棒攪拌?若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會不會有
49、影響?不會有影響?答:為了使反應充分若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會使鐵與答:為了使反應充分若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會使鐵與酸反應放出熱量而且鐵絲傳熱快,使測量值偏低酸反應放出熱量而且鐵絲傳熱快,使測量值偏低二、燃燒熱二、燃燒熱 1. 1.定義:在定義:在25,25,101 kPa時,時,1 mol純純物質物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。量,叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱通??捎蓪嶒灉y得(量熱器)。燃燒熱通??捎蓪嶒灉y得(量熱器)。在理解物質燃燒熱的定義時,要注意在理解物質燃燒熱的定義時,要注意以下幾點:以下幾點: 什么是燃燒熱?是不是物質
50、燃燒放出的熱什么是燃燒熱?是不是物質燃燒放出的熱量就叫燃燒熱呢?量就叫燃燒熱呢?研究條件:研究條件: 25 ,101 kPa反應程度:反應程度:完全燃燒,產物是穩(wěn)定的氧化物完全燃燒,產物是穩(wěn)定的氧化物。燃燒物的物質的量燃燒物的物質的量:1 mol研究內容:研究內容:放出的熱量。(放出的熱量。(HQ2 B BQ1=Q2C Q1Q2 D無法確定A設計合理的反應過程,注意反應熱的正、負號!蓋斯定律的靈活應用蓋斯定律的靈活應用應用蓋斯定律計算反應熱時應注意的事項應用蓋斯定律計算反應熱時應注意的事項1.將一個熱化學方程式顛倒時,將一個熱化學方程式顛倒時, H的的“+”、“-”必須隨之改變必須隨之改變2.
51、熱化學方程式中物質的化學計量數(shù)同乘以某一個熱化學方程式中物質的化學計量數(shù)同乘以某一個數(shù)時,反應熱數(shù)據(jù)也必須乘以該數(shù)數(shù)時,反應熱數(shù)據(jù)也必須乘以該數(shù)3.熱化學方程式相加減時,同種物質之間可以加減,熱化學方程式相加減時,同種物質之間可以加減,反應熱也隨之相加減反應熱也隨之相加減 1、什么是能源?能源的作用?、什么是能源?能源的作用? 就是能提供能量的就是能提供能量的自然資源自然資源,包括化,包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。風力、流水、潮汐以及柴草等。 能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個能源的開發(fā)和利用可以用來衡量一個國家或地區(qū)的經濟
52、發(fā)展和科學技術水國家或地區(qū)的經濟發(fā)展和科學技術水平。平。 四、能源四、能源2、當今世界上重要的能源是什么?什么當今世界上重要的能源是什么?什么是新能源?怎樣解決能源枯竭問題?節(jié)是新能源?怎樣解決能源枯竭問題?節(jié)約能源的重要措施是什么?約能源的重要措施是什么?化石燃料:化石燃料:煤、石油、天然氣煤、石油、天然氣新能源:新能源:太陽能、氫能、風能、地熱能、太陽能、氫能、風能、地熱能、海洋能和生物能。海洋能和生物能。解決的辦法解決的辦法 :開源節(jié)流;即開發(fā)新能源,:開源節(jié)流;即開發(fā)新能源,節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。節(jié)約現(xiàn)有能源,提高能源的利用率。措施:措施:科學地控制燃燒反應,使燃料充分科學地
53、控制燃燒反應,使燃料充分燃燒,提高能源的利用率。燃燒,提高能源的利用率。 化學能可以轉變?yōu)闊崮?,還化學能可以轉變?yōu)闊崮?,還可以轉變?yōu)槠渌问降哪芰俊?梢赞D變?yōu)槠渌问降哪芰俊?把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置,我們稱為化學電源,習慣上稱為電池?;瘜W電源原電池蓄電池燃料電池一、原電池的原理將將Zn片片插入插入H2SO4溶液中有什溶液中有什么現(xiàn)象?為么現(xiàn)象?為什么?什么? 將將Cu片片插入插入H2SO4溶液中有什溶液中有什么現(xiàn)象?為么現(xiàn)象?為什么?什么?思考與討論思考與討論若將若將Zn片片,Cu片用一片用一導線連接再導線連接再浸在浸在H2SO4溶液中,有溶液中,有什么什么現(xiàn)象現(xiàn)象?為什么?為什么?將一將一
54、Zn片片,Cu片平片平行插入行插入H2SO4溶溶液中,有什液中,有什么么現(xiàn)象現(xiàn)象?為?為什么?什么?導線間接一電導線間接一電流計有何流計有何現(xiàn)象現(xiàn)象產生?為什么?產生?為什么?用一干電池連接用一干電池連接電流計驗證電子流電流計驗證電子流向,確定向,確定Zn片片, Cu片的正負極是怎樣片的正負極是怎樣的?的?原電池演示化學能化學能 轉變?yōu)檗D變?yōu)榈牡难b置裝置就叫就叫 原電池原電池。把把電能電能1、什么是原電池?2.構成原電池的條件是什么?(1)有兩個相連的電極有兩個相連的電極 導體;導體; 相連的形式可以多種多樣的;相連的形式可以多種多樣的; 電極材料可以多種多樣。電極材料可以多種多樣。 兩種活潑
55、性不同的金屬。兩種活潑性不同的金屬。 一種金屬與一種非金屬(如石墨)。一種金屬與一種非金屬(如石墨)。 也可以兩電極都是其它材料。也可以兩電極都是其它材料。哪種是負極?哪種是負極?電極本身都參與反應嗎?電極本身都參與反應嗎?哪個是負極?哪個是負極?電極本身參與反應嗎?電極本身參與反應嗎?哪個是負極?哪個是負極?電極本身一定參與反應嗎?電極本身一定參與反應嗎?(3)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應。在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進行的氧化還原反應。(必定是放熱反應)(必定是放熱反應)正極、負極、電解質溶液構成閉合回路正極、負極、電解質溶液構成閉合回路(2)兩電極都兩電極都接觸接觸電解質溶液(酸、
56、堿、鹽)電解質溶液(酸、堿、鹽)把把化學能轉變?yōu)殡娔芑瘜W能轉變?yōu)殡娔艿牡难b置。裝置。閉合閉合電路電路電極相連電極相連接觸接觸電解質溶液電解質溶液自發(fā)的氧化還原自發(fā)的氧化還原反應分兩處進行反應分兩處進行3、簡單原電池的正負極和電子流向如何判斷?負極負極(): 電電 子子電電 流流是是不活潑金屬或非金屬不活潑金屬或非金屬,正極正極(+):是是活潑金屬活潑金屬,本身本身失去電子失去電子,發(fā)生發(fā)生氧化反應氧化反應。進電子進電子 ,本身不反應,本身不反應,得電子得電子發(fā)生發(fā)生還原反應還原反應。是溶液中的是溶液中的陽離子陽離子要用到金屬活動性順序表:要用到金屬活動性順序表:注意:注意:K,Ca,Na,Mg
57、,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活潑性,還原性依次活潑性,還原性依次 減弱。減弱。4、原電池的工作原理是什么?氧化反應氧化反應Zn-2e=Zn2+ 銅鋅原電池銅鋅原電池電解質溶液電解質溶液失去失去e,沿導線傳遞,有電流產生,沿導線傳遞,有電流產生還原反應還原反應2H+2e =H2陰離子陰離子陽離子陽離子總反應:總反應:負極負極正極正極 2H+2e =H2Zn-2e =Zn2+Zn+2H+=Zn2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式)(離子方程式)(化學方程式)(化學方程式)電極反應電極反應正極:正極:負極:負極:(氧化反應)(氧化反應)(還原
58、反應)(還原反應)陽離子陽離子正負兩極上進出電子總數(shù)相等,根據(jù)電子守恒原正負兩極上進出電子總數(shù)相等,根據(jù)電子守恒原理可進行許多有關電極反應的計算。理可進行許多有關電極反應的計算。 原電池反應跟直接反應差別:原電池反應跟直接反應差別: 反應速率加快;一般只有一個電極直接參加反應。反應速率加快;一般只有一個電極直接參加反應。原電池的工作原理是將氧化還原反應分在正(還原電池的工作原理是將氧化還原反應分在正(還原)、負(氧化)兩極進行,負極上失去的電子流原)、負(氧化)兩極進行,負極上失去的電子流入正極,從而產生電流。入正極,從而產生電流。明確以下幾點明確以下幾點利用原電池原理利用原電池原理 可制作各
59、種電池,如干電池、鉛蓄可制作各種電池,如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池。判斷下列哪些裝置構成了原電池?若不是,判斷下列哪些裝置構成了原電池?若不是,請說明理由;若是,請指出正負極名稱,并寫請說明理由;若是,請指出正負極名稱,并寫出電極反應式出電極反應式. .()()()2H+2eH2負極:負極:總反應:總反應:正極正極:Zn2eZn2+Zn+2H+Zn2+H2()()負極負極:正極正極:總反應總反應:正極:正極:負極負極:總反應:總反應:Zn2e Zn2+2H+2e H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e Fe2+Cu2+2e CuFe+Cu
60、2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()負極:負極:正極:正極:總反應:總反應:Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()負極:負極:正極:正極:總反應:總反應:Fe2e Fe2+2H+2eH2Fe+2H+ Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如圖所示,在鐵圈和銀圈的焊接處,用如圖所示,在鐵圈和銀圈的焊接處,用一根棉線將其懸在盛水的燒杯中,使之平一根棉線將其懸在盛水的燒杯中,使之平衡;小心的向燒杯中央滴入衡;小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液,溶液,片刻后可觀察到的現(xiàn)象是(片刻后可觀察到的現(xiàn)象
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