第四章剖析物质变化中的能量变化,很全面

第一节物质在溶解过程中有能量变化吗？第四章剖析物质变化中的能量变化

你到过黄果树吗？假如你站在那飞流直泻的瀑布前，你一定会被这眼前的壮观所吸引。为什么高处的水往下流，而低处的水不往上流呢？

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？

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。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自然界一切物质都具有能量。用钉子挂在墙壁的挂历，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。这是由于食物中的能量传递给了人的缘故。那么，食物的能量来自何方？来自太阳。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。地球上的一切生物能归根到底来自太阳。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。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？不难发现，相同质量的脂肪提供的能量最高，故脂肪有高能量物质之称。探究：物质三态变化中的能量变化。液态水怎样变成气态水？我们知道，将水加热，液态水会变成气态水。表明水从液态转化为气态的过程中，从外界得到了能量。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。同理，液态水的能量比固态水的能量高。探究：物质三态变化中的能量变化。能量从高转化到低时，总有能量放出。能量从低转化到高时，总要吸收能量。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。二、溶解的过程和溶解热现象想一想：什么是溶液？溶液有何特征？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。溶液不同于一般的混合物，它是均匀、透明和稳定的。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、物质的溶解过程探究：物质的溶解过程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？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。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。探究：物质的溶解过程原因：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。这两种离子又在水分子作用下，克服离子间的引力，逐渐向水中扩散，分布于整个溶液中，因而使溶液变成了紫红色。KMnO4→K++MnO4-想一想：物质溶解时是否只存在溶质的扩散过程？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。水分子提供能量后，自身能量必然降低，温度降低。故物质扩散应该是一个吸热过程。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，一定还存在其他过程。2、溶解过程中的能量变化物质溶解于水时水温并不都是降低如水中溶入氯化铵后，水温降低水中溶入氢氧化钠后，水温升高水中溶入氯化钠时，水温相差不大显然，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。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.由于物质溶解时不可能溶质的分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出的热量,故不可能有哪种物质溶解时温度不发生变化.问:氯化钠溶液中存在哪些微粒?氯化钠溶液中存在钠离子、氯离子、水合钠离子、水合氯离子、水分子。中学中常见的溶解时放热的物质有NaOH、浓H2SO4CaO等,溶解时吸热的物质有NH4Cl、KNO3、NH4NO3等，溶解时热量变化不明显的物质有NaCl等三、溶解与结晶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。这是为什么呢？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，生成的氯化钠不断地从海水中析出。使晶态溶质从溶液中析出的过程叫结晶。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。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。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剂里的溶质微粒数目，比回到固体表面的溶质微粒数目多，即V（溶解）＞V（结晶）此时，从表面上看，固体溶质在不断地溶解（减少）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随之增加，溶质结晶的量逐渐增加。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微粒数目相等时，即V（溶解）=V（结晶）此时，从表面上看，固体溶质不再减少，也不再增加。当固体溶质不再减少，也不再增加时，称溶解平衡。达到溶解平衡的溶液是饱和溶液。使溶液中析出晶体的方法主要有：蒸发溶剂和改变温度。想一想：使溶液中析出晶体可采取哪些方法？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法从溶液中提取。溶解度的变化随温度变化较大的固体溶质，一般采用改变温度的方法来使溶液中的溶质析出。KAl(SO4)2·12H2OCuSO4·5H2O思考题（1）硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是物理变化还是化学变化？还是两者皆有之？解析：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，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，所以也是物理变化。思考题（2）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？解析：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，两个过程条件不同，故不是可逆反应。思考题（3）硫酸铜晶体转化为无水硫酸铜是风化吗？浓硫酸吸收空气中的水蒸气后变稀是潮解吗？解析：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。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，故这一过程不是风化。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。浓硫酸不是晶体，故吸收空气中的水蒸气后变稀不是潮解。第二节化学变化中的能量变化第四章剖析物质变化中的能量变化一、化学反应中的热效应化学反应时所放出或吸收的热量，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。想一想：据你所知，哪些化学反应有热量放出？我们平时用煤气烧饭，表明煤气燃烧是放热反应。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上泼洒少量水，有什么现象？如果泼洒大量水，又会有什么现象？推测：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：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。结论：化学反应既有放出热量的反应，也有吸收热量的反应。石灰窑厂烧制石灰，消耗大量的热能，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。那么，化学上如何区别吸热反应和放热反应呢？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。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？一般来说，吸热反应是不能自发地进行下去的，而放热反应是能自发地进行下去的。

中和反应能自发地进行下去，且反应程度很大，是一个放热反应。为什么有的反应是放热反应，有的反应是吸热反应？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，化学反应中的反应物与生成物的内能（称化学能）不同，是导致化学反应中有能量变化的根本原因。怎样的反应是放热反应？怎样的反应是吸热反应？反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，发生反应时有能量释放出来，是放热反应。反应物所具有的总能量低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化为生成物，是吸热反应。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。

那么，能量高的物质稳定，还是能量低的物质稳定？

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。

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，较稳定，放热反应是物质从不稳定转化为稳定的过程。

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，生成物越稳定。二、热化学方程式试比较以下两个方程式的不同点：C+O2→CO2点燃C(s)+O2(g)→CO2(g)+393.5kJ探究：热化学方程式的意义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？表示化学反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式与一般化学方程式的区别：⑷热化学方程式一般不用注明反应条件。⑶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；⑵热化学方程式要注明各物质的聚集状态；⑴热化学方程式中要注明“+”或“-”号及热量的数值和单位；根据热化学方程式的计算计算的理论依据：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.解:设放出的热量为Q,则:答：在标准状况下，燃烧1m3甲烷放出39745kJ的热。=39745kJ1m3×1000L/m3

22.4L/mol

×890.3kJ/mol根据如下热化学方程式：求1mol水由气态转化为液态时的热量变化。2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+571.6kJ①H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)+241.8kJ②解：①式除以2减去②式，可得0→H2O(l)-H2O(g)+285.8kJ-241.8kJH2O(g)→H2O(l)+44kJ则1mol水由气态转化为液态将放出44kJ的热量三、燃料的充分利用使燃料充分利用，要考虑：1、燃料的充分燃烧2、热能的充分利用若空气不足，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。热值水煤气热交换能源利用率标准煤H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)；=-57.3kJ/molH1.定义

在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol水时放出的热量。研究条件：稀溶液反应物：酸与碱生成物及其物质的量：1mol放出的热量：57.3kJ/mol注：强酸与弱碱反应，强碱与弱酸、弱酸和弱碱反应生成1molH2O放出的热小于57.3KJ/mol一、中和热：2．中和反应反应热的实验测定

（1）实验药品：50ml、0.50mol/L的盐酸和50ml、0.55mol/L氢氧化钠溶液（2）实验仪器：简易量热计

量筒（50mL）两个⑶实验原理：ΔH=

－4.18m△t×10-30.025kJ/mol(4)实验步骤：a、药品取用

用一个量筒最取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。b、酸碱混合把量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计（注意不要洒到外面）。立即盖上盖板,用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。c、数据处理d、重复以上实验两次ΔH=

－0.418（t2－t1）0.025kJ/mol理论上：强酸、强碱稀溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=—57.3kJ/moL为何所测得的数据不是57.3kJ/mol，分析产生误差的原因。1.量取溶液的体积有误差2.温度计的读数有误。3.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。4.实验过程中有液体洒在外面。5.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。6.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。问题探究1、简易量热计中

，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？减少热量损失2、酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？问题探究减少热量损失3、实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？为什么？不能。因为铜丝易导热，使热量损失较大4、为什么用50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验？可以保证盐酸完全反应。使测得的热量更加准确。问题探究5、判断下列实验操作对中和反应反应热测定的数值有如何影响？填变大变小或者不变。①大烧杯上没有盖硬纸板②实验中改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行实验变小不变中和热的测定实验八问1、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？2、为什么强酸、强碱的中和热是相同的？3、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于57.3kJ/mol？4、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？1、测定酸碱中和热为什么要用稀溶液？答：中和热是酸碱在稀溶液中发生中和反应生成lmol水时所放出的热量，为什么要指明在稀溶液中呢？因为如果在浓溶液中，即使是强酸或强碱，由于得不到足够的水分子，因此也不能完全电离为自由移动的离子。在中和反应过程中会伴随着酸或碱的电离及离子的水化，电离要吸收热量，离子的水化要放出热量，不同浓度时这个热量就不同，所以中和热的值就不同，这样就没有一个统一标准了。2、为什么强酸强碱的中和热是相同的？答：在稀溶液中，强酸和强碱完全电离，所以它们的反应就是H+与OH-结合成H2O的反应，每生成lmol水放出的热量（中和热）是相同的，均为57．3kJ／mol。3、为什么弱酸、弱碱参加的中和反应的中和热小于57．3kJ／mol？答：弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离，存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时，伴随着电离，电离过程要吸收热量，此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿，所以总的来说中和热小于57．3kJ/mol。4、是什么原因使中和热测定结果往往偏低？答：按照课本中所示装置进行中和热测定，往往所测结果偏低，造成如此现象的主要原因有：（1）仪器保温性能差。课本中用大小烧杯间的碎纸片来隔热保温，其效果当然不好，免不了热量散失，所以结果偏低，这是主要原因；（2）实验中忽略了小烧杯、温度计所吸收的热量，因此也使结果偏低；（3）计算中假定溶液比热容为4．18J／（g·℃），密度为1g／cm3，实际上这是水的比热容和密度，酸碱溶液的比热容、密度均较此数大，所以也使结果偏低。5、为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低的主要原因？6、离子方程式H+＋OH-=H2O代表了酸碱中和反应的实质，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？7、为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？8为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环行玻璃棒会不会有影响？5、为何说保温效果差是造成中和热测定值偏低的主要原因？答：实验中温度升高得不多，所以烧杯、玻璃棒吸收的热量甚小，影响不大；而酸、碱溶液是稀溶液，实际密度对比热容与水相差甚微；所以此影响更微弱。因此说，结果偏低的主要原因是保温性能差，若能改进装置，比如用保温杯代替烧杯，使保温性能良好，就更能接近理论值。6、离子方程式H+＋OH-=H2O代表了酸碱中和反应的实质，能否用此代表所有中和反应的离子方程式？答：离子方程式书写要求“将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示”，所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如，醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为：HAc+OH-=Ac-+H2O，只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。7、为什么中和热测定中要用稍过量的碱？能不能用过量的酸？答：这是为了保证碱（或酸）能够完全被中和。H+与OH-相互接触碰撞才能发生反应，如果用等量的酸、碱，随着反应的进行，H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少，越来越困难，可能有一部分H+与OH-就不能反应，而在一种微粒过量的情况下，则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量的酸，因为NaOH溶液易吸收空气中的CO2而使NaOH浓度下降，过量的碱能保证酸完全被中和，从而提高实验准确度。此外，也为了便于计算，因为相同浓度时盐酸的密度比氢氧化钠的大，1mol/L盐酸和1.1mol/L氢氧化钠溶液的密度可以近似作为1g/mL，故NaOH要过量。8为什么要用环形玻璃棒搅拌？若用铁丝取代环行玻璃棒会不会有影响？答：为了使反应充分．若用铁丝取代环行玻璃棒会使铁与酸反应放出热量而且铁丝传热快，使测量值偏低二、燃烧热

1.定义：在25℃,101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。⑴燃烧热通常可由实验测得（量热器）。⑵在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：什么是燃烧热？是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？①研究条件：

25℃,101kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。③燃烧物的物质的量：1mol④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）⑤在未有特别说明的情况下，外界一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定氧化物如:C→CO2(g)、H→H2O（l）、S→SO2（g）［练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？A.C（s）＋1/2O2（g）===CO(g)ΔH=-110.5kJ/molB.C（s）＋O2（g）===CO2(g)ΔH=－393.5kJ/molC.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/molD.H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)ΔH=－241.8kJ/molB标准燃烧热和中和热的区别与联系1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，标准燃烧热不同。生成1mol水时放出的热量；强酸与强碱的中和热都约为57.3kJ/mol。标准燃烧热中和热相同点不同点能量变化H标准含义放热反应H＜0；单位：kJ/mol1mol可燃物生成1mol水三、盖斯定律：1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。2.盖斯定律直观化△H＝△H1+△H2C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/molC(s)+CO2(g)==2CO(g)△H4＝?下列数据表示H2的燃烧热吗？H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/molH2O(g)==H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)

△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol实例2CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2例1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol下列数据表示H2的燃烧热吗？

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

△H1＝－241.8kJ/mol②

H2O(g)=H2O(l)

△H2＝－44kJ/mol已知③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

①+②=③△H＝△H1＋△H2＝－285.8kJ/mol实例2①那么，H2的燃烧热△H究竟是多少？如何计算？有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。2、盖斯定律的应用关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法（1）写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）（2）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。消去的技巧：目标方程式和已知方程式同类物质（同为反应物或同为生成物）相加；不同类物质（一个为反应物与一个为生成物相减；

遵循数学基本原则例1：已知下列各反应的焓变①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol试求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓变△H=178.2kJ/mol④=②＋③－①例2：写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)石墨能直接变成金刚石吗？查燃烧热表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H=+1.5kJ/mol例3：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、红磷)△=-29.2kJ/mol①-4×②：小结：（1）热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；当热化学方程式中各物质的化学计量数改变，其反应热数值改变相同的倍数（2）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。（3）可燃物产生的热量=可燃物的物质的量×燃烧热注意事项：（1）热化学方程式乘上某一个数时，反应热数值也须乘上该数；（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减；（3）将一个热化学方程式颠倒时，△H的“+”“-”号必须随之改变。你知道神六的火箭燃料是什么吗？例4：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

2×②－①：思考：为什么在热化学反应方程式中通常可不表明反应条件？正逆反应的反应热效应数值相等，符号相反。“+”不能省去。练习1.已知石墨的燃烧热：△H=-393.5kJ/mol(1)写出石墨的完全燃烧的热化学方程式(2)二氧化碳转化为石墨和氧气的热化学方程式热化学方程式还可以表示理论可进行实际难进行的化学反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol1.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

据此判断，下列说法正确的是（）A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高A2.某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

课堂练习：3．已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4•5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(l)△H=+Q1kJ/mol室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（）A．Q1>Q2B．Q1=Q2C．Q1<Q2D．无法确定A设计合理的反应过程，注意反应热的正、负号！盖斯定律的灵活应用应用盖斯定律计算反应热时应注意的事项1.将一个热化学方程式颠倒时，△H的“+”、“-”必须随之改变2.热化学方程式中物质的化学计量数同乘以某一个数时，反应热数据也必须乘以该数3.热化学方程式相加减时，同种物质之间可以加减，反应热也随之相加减1、什么是能源？能源的作用？就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。

四、能源2、当今世界上重要的能源是什么？什么是新能源？怎样解决能源枯竭问题？节约能源的重要措施是什么？化石燃料：煤、石油、天然气新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。解决的办法：开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。化学能与化学电源

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。化学电源原电池蓄电池燃料电池一、原电池的原理⑴将Zn片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？⑵将Cu片插入H2SO4溶液中有什么现象？为什么？思考与讨论⑷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？⑶将一Zn片,Cu片平行插入H2SO4溶液中，有什么现象？为什么？⑸导线间接一电流计有何现象产生？为什么？⑹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？原电池演示化学能转变为的装置就叫原电池。把电能1、什么是原电池？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？(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3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？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。4、原电池的工作原理是什么？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

=H2↑Zn-2e

=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+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②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。

③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。①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④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……。练习⒈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，并写出电极反应式.①②③(×)(×)(√)2H++2e＝H2↑负极：总反应：正极：Zn－2e＝Zn2+Zn+2H+＝Zn2++H2↑⑤④(√)(√)负极：正极：总反应：正极：负极：总反应：Zn－2e

＝Zn2+2H++2e

＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑Fe－2e

＝Fe2+Cu2++2e

＝CuFe+Cu2+＝Fe2++CuFe+CuSO4＝Cu+FeSO4⑦⑥(×)(√)负极：正极：总反应：Zn－2e-＝Zn2+Cu2++2e-＝CuZn+Cu2+＝Zn2++Cu或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu⑧⑨(×)(√)负极：正极：总反应：Fe－2e

＝Fe2+2H++2e＝H2↑Fe+2H+＝Fe2++H2↑或Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑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；5.原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。干电池的工作原理负极:Zn-2e→Zn2+（锌筒）正极：2NH4++2e→2NH3+H2H2+2MnO2→Mn2O3+H2O（石墨棒）电解质溶液：氯化铵、氯化锌、少量淀粉和水调成糊状总反应的离子方程式：Zn+2NH4+→Zn2++2NH3+H2总反应的化学方程式：Zn+2MnO2+2NH4Cl→Mn2O3+Zn(NH3)2Cl2+H2O干电池又叫锌锰电池，属于一次电池常见实用电池Zn+2MnO2+H2O→MnO(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。负极:Pb+SO42--2e→PbSO4正极：PbO2+4H++SO42-+2e→PbSO4+2H2O

总反应的化学方程式：Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O二次电池铅蓄电池新型电源——燃料电池负极:2H2+4OH--4e→4H2O正极：O2+2H2O+4e→4OH-总反应式：

2H2+O2→2H2O氢氧燃料电池(2)比较金属活动性强弱。例1：下列叙述中，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）比较反应速率⑶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18mol/L硫酸；C.粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D.（D

）⑷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)例4：下列装置中四块相同的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)判断溶液pH值变化⑸、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：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Fe－C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？(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？钢铁表面形成的微小原电池示意图钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图知识总结1、2、金属阳离子失e-氧化反应金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）㈠.金属腐蚀金属原子金属腐蚀的本质：3、金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3·nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e=H2