第四章《剖析物質(zhì)變化中的能量變化》課件

第一節(jié)物質(zhì)在溶解過(guò)程中有能量變化嗎？第四章剖析物質(zhì)變化中的能量變化

你到過(guò)黃果樹(shù)嗎？假如你站在那飛流直瀉的瀑布前，你一定會(huì)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？

這就是由于高處的水的勢(shì)能高，能量從高處自動(dòng)轉(zhuǎn)化到低處。那么，勢(shì)能變小了，減少的那部分能量到哪里去了呢？

是由于轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。在勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程中，減少的勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，能量轉(zhuǎn)化遵循能量守恒原理。一、能量的守恒和轉(zhuǎn)化

世界是物質(zhì)的。物質(zhì)都在不斷地運(yùn)動(dòng)著,沒(méi)有不運(yùn)動(dòng)的物質(zhì),也沒(méi)有無(wú)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的固有屬性,物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式又是多種多樣的,如機(jī)械運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)等。想一想：有沒(méi)有不運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)？有沒(méi)有無(wú)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)？能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種度量自然界一切物質(zhì)都具有能量。用釘子掛在墻壁的掛歷，當(dāng)釘子銹蝕后會(huì)掉在地上，是由于掛歷本身存在能量，如勢(shì)能，當(dāng)它掉下后一部分能量傳遞給地面，本身能量降低。想一想：有沒(méi)有無(wú)能量的物質(zhì)？

能量具有各種不同的形式，能夠從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和傳遞的過(guò)程中，各種形式能量的總量保持不變。那么，當(dāng)掛歷落下的過(guò)程中，總的能量會(huì)改變嗎？回答是否定的。這就是能量守恒定律人在饑餓的時(shí)候會(huì)感到四肢無(wú)力，此時(shí)若補(bǔ)充食物，馬上有了力氣。這是由于食物中的能量傳遞給了人的緣故。那么，食物的能量來(lái)自何方？來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)具有巨大的能量，它能引起一系列的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化。地球上的一切生物能歸根到底來(lái)自太陽(yáng)。太陽(yáng)能植物(生物能)礦物燃料(煤、石油、天然氣)食物燃料熱能動(dòng)能光合作用地殼運(yùn)動(dòng)食物中產(chǎn)生能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要是糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)，它們是人體所需能量的主要來(lái)源。那么，相同質(zhì)量的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)三種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，哪個(gè)提供的能量最高？營(yíng)養(yǎng)素100g牛奶中的含量100g牛奶能提供的能量糖類(lèi)4.7g80kJ脂肪3.9g140kJ蛋白質(zhì)3.3g56kJ不難發(fā)現(xiàn)，相同質(zhì)量的脂肪提供的能量最高，故脂肪有高能量物質(zhì)之稱(chēng)。探究：物質(zhì)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(huì)變成氣態(tài)水。表明水從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的過(guò)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(zhì)三態(tài)變化中的能量變化。能量從高轉(zhuǎn)化到低時(shí)，總有能量放出。能量從低轉(zhuǎn)化到高時(shí)，總要吸收能量。物質(zhì)的三態(tài)能量轉(zhuǎn)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(yùn)用這一變化規(guī)律調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度，營(yíng)造舒適的居住環(huán)境。工業(yè)生產(chǎn)中，運(yùn)用這一規(guī)律制造熱交換器，用于對(duì)原料的預(yù)熱或產(chǎn)品的降溫。二、溶解的過(guò)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(zhì)（溶質(zhì)）分散到另一種物質(zhì)（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(zhì)的分散程度很高，達(dá)到分子（或離子）水平。1、物質(zhì)的溶解過(guò)程實(shí)驗(yàn)1:觀察KMnO4溶于水的過(guò)程(見(jiàn)P54)現(xiàn)象：溶液中紫紅色范圍逐漸擴(kuò)大，最后溶液都變?yōu)樽霞t色。探究：物質(zhì)的溶解過(guò)程探究：物質(zhì)的溶解過(guò)程溶質(zhì)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(shí)驗(yàn)：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。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(kuò)散到水中，水中的紫紅色范圍逐漸擴(kuò)大，最后變成均勻的紫紅色溶液。探究：物質(zhì)的溶解過(guò)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(wú)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(kuò)散，分布于整個(gè)溶液中，因而使溶液變成了紫紅色。KMnO4→K++MnO4-想一想：物質(zhì)溶解時(shí)是否只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程？物質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程是在水分子作用下，溶質(zhì)分子或離子向水中分散。擴(kuò)散時(shí)必須克服微粒間的作用，這部分能量來(lái)自水。水分子提供能量后，自身能量必然降低，溫度降低。故物質(zhì)擴(kuò)散應(yīng)該是一個(gè)吸熱過(guò)程。如果要知道物質(zhì)溶解時(shí)是否只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程，只要將不同的物質(zhì)溶解于水，測(cè)定水溫的變化，如果所有溶解過(guò)程都是水溫降低，則溶解時(shí)才可能只存在溶質(zhì)的擴(kuò)散過(guò)程。反之，一定還存在其他過(guò)程。實(shí)驗(yàn)2:觀察氯化銨、氫氧化鈉，氯化鈉晶(見(jiàn)P54)

體溶于水時(shí)，溶液的溫度變化。結(jié)論：氫氧化鈉溶于水，溶液溫度升高。

氯化銨晶體溶于水，溶液溫度降低。氯化鈉晶體溶于水時(shí)，溶液溫度基本不變。2、溶解過(guò)程中的能量變化物質(zhì)溶解于水時(shí)水溫并不都是降低如水中溶入氯化銨后，水溫降低水中溶入氫氧化鈉后，水溫升高水中溶入氯化鈉時(shí)，水溫相差不大顯然，物質(zhì)溶解時(shí)，不僅存在擴(kuò)散過(guò)程，還存在著其他過(guò)程。由于物質(zhì)溶解后，溶液中還存在大量的水分子，以及物質(zhì)溶解后的微粒（離子和分子），這些微粒也可以與水分子結(jié)合，同時(shí)釋放出能量，導(dǎo)致水溫升高。糖分子在水中的溶解過(guò)程。1．把糖分子放入水中糖分子水分子糖分子在水中的溶解過(guò)程。２．糖分子克服分子間作用力，從外界吸收能量，擴(kuò)散到水中。糖分子在水中的溶解過(guò)程。3．糖分子和水分子結(jié)合形成水合分子。溶解過(guò)程擴(kuò)散化學(xué)過(guò)程物理過(guò)程放熱吸熱水合小結(jié)

物質(zhì)的溶解通常有兩個(gè)過(guò)程:一個(gè)是溶質(zhì)的分子或離子在水分子作用下向水中擴(kuò)散,在這個(gè)過(guò)程中,溶質(zhì)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(guò)程;另一個(gè)是溶質(zhì)分子或離子和水分子結(jié)合成水合分子或水合離子的過(guò)程,這一過(guò)程放出熱量,是化學(xué)過(guò)程.由于物質(zhì)溶解時(shí)不可能溶質(zhì)的分子或離子擴(kuò)散時(shí)吸收的能量完全等于溶質(zhì)的分子或離子水合時(shí)放出的熱量,故不可能有哪種物質(zhì)溶解時(shí)溫度不發(fā)生變化.問(wèn):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、水合鈉離子、水合氯離子、水分子。中學(xué)中常見(jiàn)的溶解時(shí)放熱的物質(zhì)有NaOH、濃H2SO4

CaO等,溶解時(shí)吸熱的物質(zhì)有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等，溶解時(shí)熱量變化不明顯的物質(zhì)有NaCl等練習(xí)：硝酸銨溶于水，溶液溫度顯著降低，這是由于（）A.硝酸銨溶解時(shí)只發(fā)生擴(kuò)散過(guò)程。B.硝酸銨溶解時(shí)只發(fā)生水合過(guò)程。C.硝酸銨溶于水時(shí)，擴(kuò)散過(guò)程吸收的熱量大于水合過(guò)程放出的熱量。D.硝酸銨溶于水時(shí)，擴(kuò)散過(guò)程吸收的熱量小于水合過(guò)程放出的熱量。C三、溶解與結(jié)晶在學(xué)習(xí)海水曬鹽時(shí)我們知道，將海水照曬后，食鹽會(huì)從溶液中析出。這是為什么呢？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(jī)會(huì)增加，當(dāng)鈉離子與氯離子相遇后結(jié)合成氯化鈉，隨著水的蒸發(fā)，生成的氯化鈉不斷地從海水中析出。使晶態(tài)溶質(zhì)從溶液中析出的過(guò)程叫結(jié)晶。物質(zhì)溶解后，溶質(zhì)分子或離子克服微粒間的引力，離開(kāi)晶體表面進(jìn)入溶液中。同樣，溶液中的溶質(zhì)分子或離子也會(huì)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。因此，物質(zhì)的溶解與結(jié)晶是兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行的相反的過(guò)程，通常用“”號(hào)表示固體溶質(zhì)溶液中的溶質(zhì)溶解結(jié)晶只是開(kāi)始時(shí)析出的晶體量小于溶解的溶質(zhì)的量，故表現(xiàn)為溶解。當(dāng)溶質(zhì)開(kāi)始溶解時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)從固體溶質(zhì)表面擴(kuò)散到溶劑里的溶質(zhì)微粒數(shù)目，比回到固體表面的溶質(zhì)微粒數(shù)目多，即V（溶解）＞V

（結(jié)晶）此時(shí)，從表面上看，固體溶質(zhì)在不斷地溶解（減少）隨著溶液里溶質(zhì)微粒的逐漸增加，由溶液里回到固體溶質(zhì)表面的微粒數(shù)也隨之增加，溶質(zhì)結(jié)晶的量逐漸增加。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)擴(kuò)散到溶液里的溶質(zhì)微粒數(shù)目，與回到固體溶質(zhì)表面的溶質(zhì)微粒數(shù)目相等時(shí)，即V（溶解）=V

（結(jié)晶）此時(shí)，從表面上看，固體溶質(zhì)不再減少，也不再增加。當(dāng)固體溶質(zhì)不再減少，也不再增加時(shí)，稱(chēng)溶解平衡。達(dá)到溶解平衡的溶液是飽和溶液。使溶液中析出晶體的方法主要有：蒸發(fā)溶劑和改變溫度。想一想：使溶液中析出晶體可采取哪些方法？隨著溫度的變化而溶解度不大的物質(zhì)，一般用蒸發(fā)溶劑的方法從溶液中提取。溶解度的變化隨溫度變化較大的固體溶質(zhì)，一般采用改變溫度的方法來(lái)使溶液中的溶質(zhì)析出。KAl(SO4)2·12H2OCuSO4·5H2O思考題（1）硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅是物理變化還是化學(xué)變化？還是兩者皆有之？解析：物理變化和化學(xué)變化的最大區(qū)別是有沒(méi)有新的物質(zhì)生成。硫酸銅晶體和無(wú)水硫酸銅的化學(xué)式不同，結(jié)構(gòu)肯定也不同，屬于不同物質(zhì)，故由硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅的過(guò)程中有新的物質(zhì)生成，主要是化學(xué)變化，由于顏色和外形同時(shí)也發(fā)生了變化，所以也是物理變化。思考題（2）硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅與無(wú)水硫酸銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅晶體是否是可逆反應(yīng)？解析：可逆反應(yīng)是在相同條件下，向兩個(gè)相反方向進(jìn)行的反應(yīng)。硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅時(shí)需要加熱，而無(wú)水硫酸銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅晶體時(shí)不需要加熱，兩個(gè)過(guò)程條件不同，故不是可逆反應(yīng)。思考題（3）硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅是風(fēng)化嗎？濃硫酸吸收空氣中的水蒸氣后變稀是潮解嗎？解析：風(fēng)化是指在室溫下和干燥的空氣中會(huì)失去一部分或全部結(jié)晶水的現(xiàn)象。硫酸銅晶體轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸銅不是在室溫下和干燥的空氣中進(jìn)行的，而是在加熱條件下進(jìn)行的，故這一過(guò)程不是風(fēng)化。潮解是指晶體吸收空氣中的水蒸氣，在晶體表面逐漸形成溶液的現(xiàn)象。濃硫酸不是晶體，故吸收空氣中的水蒸氣后變稀不是潮解。第二節(jié)化學(xué)變化中的能量變化第四章剖析物質(zhì)變化中的能量變化一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)時(shí)所放出或吸收的熱量，叫作反應(yīng)的熱效應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)中有熱量放出的反應(yīng)，叫做放熱反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)中需要吸收熱量的反應(yīng)，叫做吸熱反應(yīng)。想一想：據(jù)你所知，哪些化學(xué)反應(yīng)有熱量放出？我們平時(shí)用煤氣燒飯，表明煤氣燃燒是放熱反應(yīng)。2CO+O2→2CO2+Q點(diǎn)燃有時(shí)，我們看到建筑工人將生石灰投入水中，水會(huì)沸騰，表明生石灰與水的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。CaO+H2O→Ca(OH)2+Q化學(xué)反應(yīng)是否都是放熱反應(yīng)？想一想：在一個(gè)燒得很旺的煤爐上潑灑少量水，有什么現(xiàn)象？如果潑灑大量水，又會(huì)有什么現(xiàn)象？推測(cè)：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(huì)熄滅。這是什么原因？C+H2O→CO+H2高溫紅熱的煤炭上潑灑了水以后，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：我們知道，煤在空氣中燃燒是一個(gè)放熱反應(yīng)，鼓入的空氣越多，放出的熱量越大，爐溫升得越高。如果上述反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，那就會(huì)象煤在空氣中燃燒一樣，水潑得越多，爐溫升得越高，煤爐不會(huì)熄滅。但上述與事實(shí)相反，故上述反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng)。那為什么潑上少量水以后火焰會(huì)更旺呢？潑的水的量越少，反應(yīng)吸收的熱量越少，爐溫降的很少，沒(méi)有降到煤炭、一氧化碳、氫氣的著火點(diǎn)以下，而產(chǎn)生的一氧化碳和氫氣則燃燒起來(lái)，由于氣體一般比固體更易燃燒，故看到火焰更旺。結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)既有放出熱量的反應(yīng)，也有吸收熱量的反應(yīng)。石灰窯廠(chǎng)燒制石灰，消耗大量的熱能，表明該反應(yīng)也是吸熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)最大的區(qū)別是什么？放熱反應(yīng)發(fā)生后，只要不斷補(bǔ)充反應(yīng)物，反應(yīng)能持續(xù)進(jìn)行下去；而吸熱反應(yīng)只補(bǔ)充反應(yīng)物，不維持反應(yīng)條件，反應(yīng)就會(huì)停下來(lái)。因此，當(dāng)反應(yīng)開(kāi)始后，放熱反應(yīng)能自發(fā)地進(jìn)行下去，而吸熱反應(yīng)不能自發(fā)地進(jìn)行下去。那么，化學(xué)上如何區(qū)別吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)呢？中學(xué)化學(xué)中，用“Q”表示熱量的符號(hào)，熱量的單位常用千焦“kJ”.

放出熱量的反應(yīng)，在反應(yīng)式右邊用“+Q”表示；

吸收熱量的反應(yīng)，在反應(yīng)式右邊用“-Q”表示。化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)放熱反應(yīng)要吸收熱量有熱量放出-Q+Q吸熱反應(yīng)是否所有反應(yīng)的熱效應(yīng)都能明顯地感受到呢？實(shí)驗(yàn)：鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)想一想：如果不做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你能否判斷中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？一般來(lái)說(shuō)，吸熱反應(yīng)是不能自發(fā)地進(jìn)行下去的，而放熱反應(yīng)是能自發(fā)地進(jìn)行下去的。

中和反應(yīng)能自發(fā)地進(jìn)行下去，且反應(yīng)程度很大，是一個(gè)放熱反應(yīng)。為什么有的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，有的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？化學(xué)反應(yīng)中有的放熱，有的吸熱。由物質(zhì)三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化推測(cè)，化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)物與生成物的內(nèi)能（稱(chēng)化學(xué)能）不同，是導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)中有能量變化的根本原因。怎樣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)？怎樣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，發(fā)生反應(yīng)時(shí)有能量釋放出來(lái)，是放熱反應(yīng)。反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，發(fā)生反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，是吸熱反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，是儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等釋放出來(lái)，或者是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量而被儲(chǔ)存起來(lái)的過(guò)程。

那么，能量高的物質(zhì)穩(wěn)定，還是能量低的物質(zhì)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(zhì)的能量越高越不穩(wěn)定，越低越穩(wěn)定。

顯然，放熱反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量高，不穩(wěn)定，生成物的總能量低，較穩(wěn)定，放熱反應(yīng)是物質(zhì)從不穩(wěn)定轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的過(guò)程。

由此進(jìn)一步可推測(cè)，放熱反應(yīng)中，放出的能量越多，反應(yīng)越容易，生成物越穩(wěn)定。二、熱化學(xué)方程式試比較以下兩個(gè)方程式的不同點(diǎn)：C+O2→CO2點(diǎn)燃C(s)+O2(g)→CO2(g)+393.5kJ探究：熱化學(xué)方程式的意義已知如下熱化學(xué)方程式：2H2(s)+O2(g)→2H2O

(l)+571.6kJ你從中可得到哪些結(jié)論？該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？熱化學(xué)方程式中的系數(shù)能否用分?jǐn)?shù)表示，為什么？是否無(wú)論氫氣多少，燃燒時(shí)都產(chǎn)生那么多的熱量？如果一定量的氫氣燃燒后，產(chǎn)物是氣態(tài)水，產(chǎn)生的熱量相同嗎？表示化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式與一般化學(xué)方程式的區(qū)別：⑷熱化學(xué)方程式一般不用注明反應(yīng)條件。⑶熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的系數(shù)代表該物質(zhì)的物質(zhì)的量，反應(yīng)熱的大小要與系數(shù)相對(duì)應(yīng)；⑵熱化學(xué)方程式要注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；⑴熱化學(xué)方程式中要注明“+”或“-”號(hào)及熱量的數(shù)值和單位；根據(jù)熱化學(xué)方程式的計(jì)算計(jì)算的理論依據(jù)：熱化學(xué)方程式中的系數(shù)就是表示反應(yīng)中該物質(zhì)的物質(zhì)的量。甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式如下：CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)+890.3kJ求在標(biāo)準(zhǔn)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(shí)的反應(yīng)熱稱(chēng)為燃燒熱.解:設(shè)放出的熱量為Q,則:答：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，燃燒1m3甲烷放出39745kJ的熱。=39745kJ1m3×1000L/m3

22.4L/mol

×890.3kJ/mol根據(jù)如下熱化學(xué)方程式：求1mol

水由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)時(shí)的熱量變化。2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

+571.6kJ①H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+241.8kJ②解：①式除以2減去②式，可得0→H2O(l)-H2O(g)+285.8kJ-241.8kJH2O(g)→H2O(l)+44kJ則1mol水由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)將放出44kJ的熱量三、燃料的充分利用使燃料充分利用，要考慮：1、燃料的充分燃燒2、熱能的充分利用若空氣不足，則燃燒不完全———浪費(fèi)，污染若空氣太足，則要帶走熱量———熱量損失通入空氣的量：燃料的形態(tài)：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，把液體燃料噴成霧狀。熱值水煤氣熱交換能源利用率標(biāo)準(zhǔn)煤化學(xué)能與化學(xué)電源

化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，還可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰俊?/p>

把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，我們稱(chēng)為化學(xué)電源，習(xí)慣上稱(chēng)為電池?；瘜W(xué)電源原電池蓄電池燃料電池一、原電池的原理⑴將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？⑵將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象？為什么？思考與討論⑷若將Zn片,Cu片用一導(dǎo)線(xiàn)連接再浸在H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？⑶將一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么現(xiàn)象？為什么？⑸導(dǎo)線(xiàn)間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生？為什么？⑹用一干電池連接電流計(jì)驗(yàn)證電子流向，確定Zn片,Cu片的正負(fù)極是怎樣的？原電池演示化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榈难b置就叫原電池。把電能1、什么是原電池？2、原電池的工作原理是什么？氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失去e，沿導(dǎo)線(xiàn)傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e

=H2↑陰離子陽(yáng)離子總反應(yīng)：負(fù)極正極

2H++2e

=H2↑Zn-2e

=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽(yáng)離子3.構(gòu)成原電池的條件是什么？3.構(gòu)成原電池的條件是什么？(1)有兩個(gè)相連的電極導(dǎo)體；相連的形式可以多種多樣的；電極材料可以多種多樣。

兩種活潑性不同的金屬。一種金屬與一種非金屬（如石墨）。也可以?xún)呻姌O都是其它材料。哪種是負(fù)極？電極本身都參與反應(yīng)嗎？哪個(gè)是負(fù)極？電極本身參與反應(yīng)嗎？哪個(gè)是負(fù)極？電極本身一定參與反應(yīng)嗎？(3)在電極表面上能發(fā)生自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。（必定是放熱反應(yīng)）正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液（酸、堿、鹽）把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。閉合電路電極相連接觸電解質(zhì)溶液自發(fā)的氧化還原反應(yīng)分兩處進(jìn)行4、簡(jiǎn)單原電池的正負(fù)極和電子流向如何判斷？負(fù)極（–）：

電子電流是不活潑金屬或非金屬，正極（+）：是活潑金屬，本身失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。進(jìn)電子，本身不反應(yīng)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)。是溶液中的陽(yáng)離子要用到金屬活動(dòng)性順序表：注意：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…活潑性，還原性依次減弱。②正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等，根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計(jì)算。

③原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別：反應(yīng)速率加快；一般只有一個(gè)電極直接參加反應(yīng)。①原電池的工作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正（還原）、負(fù)（氧化）兩極進(jìn)行，負(fù)極上失去的電子流入正極，從而產(chǎn)生電流。明確以下幾點(diǎn)④利用原電池原理可制作各種電池，如干電池、鉛蓄電池、銀鋅電池、鋰電池、氫氧燃料電池……。練習(xí)⒈判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請(qǐng)說(shuō)明理由；若是，請(qǐng)指出正負(fù)極名稱(chēng)，并寫(xiě)出電極反應(yīng)式.①②③(×)(×)(√)2H++2e＝H2↑負(fù)極：總反應(yīng)：正極：Zn－2e＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(√)(√)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：正極：負(fù)極：總反應(yīng)：Zn－2e

＝Zn2+2H++2e

＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e

＝Fe2+Cu2++2e

＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4

⑦⑥(×)(√)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(√)負(fù)極：正極：總反應(yīng)：Fe－2e

＝Fe2+2H++2e＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑2.如圖所示，在鐵圈和銀圈的焊接處，用一根棉線(xiàn)將其懸在盛水的燒杯中，使之平衡；小心的向燒杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是（）DA.鐵圈和銀圈左右搖擺不定；B.保持平衡狀態(tài)；C.鐵圈向下傾斜；D.銀圈向下傾斜；5.原電池的應(yīng)用(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。牛皮紙干電池的工作原理負(fù)極:Zn-2e→Zn2+（鋅筒）正極：2NH4++2e→2NH3+H2H2+2MnO2→Mn2O3+H2O（石墨棒）電解質(zhì)溶液：氯化銨、氯化鋅、少量淀粉和水調(diào)成糊狀總反應(yīng)的離子方程式：Zn+2NH4+→Zn2++2NH3+H2總反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+2MnO2+2NH4Cl→Mn2O3+Zn(NH3)2Cl2+H2O干電池又叫鋅錳電池，屬于一次電池普通干電池充電干電池鈕扣電池筆記本電腦專(zhuān)用電池?cái)z像機(jī)專(zhuān)用電池手機(jī)電池常見(jiàn)實(shí)用電池Zn+2MnO2+H2O→MnO(OH)+ZnO堿性鋅錳電池紐扣電池（銀鋅電池）Zn+Ag2O→2Ag+ZnO鋰電池

鋰電池分為一次電池和二次電池兩類(lèi)，目前在照相機(jī)等耗電量較低的電子產(chǎn)品中主要使用不可充電的一次鋰電池，而在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)及筆記本電腦等耗電量較大的電子產(chǎn)品中則使用可充放電的二次鋰電池，即鋰離子電池。負(fù)極:Pb+SO42--2e→PbSO4正極：PbO2+4H++SO42-+2e→PbSO4+2H2O

總反應(yīng)的化學(xué)方程式：

Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O二次電池鉛蓄電池新型電源——燃料電池負(fù)極:2H2+4OH--4e→4H2O正極：O2+2H2O+4e→4OH-總反應(yīng)式：

2H2+O2→2H2O氫氧燃料電池(2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。例1：下列敘述中，可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是C.將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極；A.甲和乙用導(dǎo)線(xiàn)連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有H2氣放出；B.在氧化–還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多；D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)；（C）比較反應(yīng)速率⑶例2：下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是粗鋅和1mol/L硫酸；B.A.純鋅和1mol/L硫酸；純鋅和18mol/L硫酸；C.粗鋅和1mol/L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。D.（D

）⑷比較金屬腐蝕的快慢例3：下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(2)(1)(3)(4)例4：下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時(shí)間后腐蝕速率由慢到快的順序是(4)(2)(1)(3)判斷溶液pH值變化⑸、例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4溶液的濃度為0.125mol/L,若工作一段時(shí)間后，從裝置中共收集到0.168L氣體，則流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電子為

mol,溶液的[H+]為

（溶液體積變化忽略不計(jì)）0.2解得：y

＝0.015(mol)x＝0.015(mol)＝＝0.175(mol/L)答：流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電子為0.015mol,溶液的[H+]為0.175mol/L。－0.015根據(jù)電極反應(yīng)：正極：負(fù)極：Zn－2e＝Zn2+2H++2e＝H2↑得：2222.4x

y0.168解：0.125×0.2×2c(H+)余∴2H+——

2e——H2↑0.175mol/L0.015(6)原電池原理的綜合應(yīng)用例6：市場(chǎng)上出售的“熱敷袋”的主要成分為鐵屑、炭粉、木屑、少量氯化鈉和水等?！盁岱蟠眴⒂弥坝盟芰洗蛊渑c空氣隔絕，啟用時(shí)，打開(kāi)塑料袋輕輕揉搓就會(huì)放出熱量。使用完后，會(huì)發(fā)現(xiàn)有大量鐵銹存在?！盁岱蟠笔抢?/p>

放出熱量。2)炭粉的主要作用是

。3)加入氯化鈉的主要作用是

。4)木屑的作用是

。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液構(gòu)成原電池，加速鐵屑的氧化氯化鈉溶于水、形成電解質(zhì)溶液使用“熱敷袋”時(shí)受熱均勻原電池原理應(yīng)用：?jiǎn)栴}討論(1).(2).金屬的腐蝕和防護(hù)判斷下列裝置是否為原電池？若是，指出電極名稱(chēng)并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？若是，電極反應(yīng)是什么？長(zhǎng)期放置，鐵棒表面會(huì)有什么變化？(4)鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么？什么是鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕？為什么常以后者為主？(5)生產(chǎn)上常采取哪些金屬防腐措施？(3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置，常易生銹變紅，原因是什么？鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖知識(shí)總結(jié)1、2、金屬陽(yáng)離子失e-氧化反應(yīng)金屬腐蝕的類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）㈠.金屬腐蝕金屬原子金屬腐蝕的本質(zhì)：3、金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化—還原）而腐蝕損耗的過(guò)程。4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系㈡鋼鐵腐蝕的防護(hù)：例6：改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。⒈A.C.銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜被氧化；B.D.它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣(mài)會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能的是環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；（D）它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；2.金屬表面覆蓋保護(hù)層3.電化學(xué)保護(hù)法原理：原理：如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸?！獱奚?yáng)極的陰極保護(hù)法形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法示意圖練習(xí)1。

如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：,正極：；若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：。（2）中性或堿吸氧Fe–2e＝Fe2+O2+2H2O+4e＝4OH－酸性析氫Fe–2e＝Fe2+2H++2e＝H2↑2、分析右圖，按要求寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)方程式：（1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為：（2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為：（3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：3、鎳—鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：Cd+2NiO(OH)+2H2O由此可知，該電池的負(fù)極材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放電充電A.Cd,（D

）B.NiO(OH),D.Ni(OH)2C.Cd(OH)22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e＝2Fe2+4.鹽酸與鋅片反應(yīng)時(shí)，若加入可溶性醋酸銅〔(CH3COO)2Cu〕，將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因