第四章《剖析物质变化中的能量变化》
(2019版)高一化学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 （第一课时）
一、能量的守恒和转化 1、物质运动的形式：机械运动，分子热运动等等
2、能量表现形式：热能、光能、电能、运动能等等
3、能量的转换与传递
4、能量守恒： 在转换和传递过程中，各种形式能量的总量
保持不变。
5、能量的来源
人类常利用的能量，由太阳能转化而来， 并以化学能的形式储存下来。p73 来源：
如果发生意外 小院之观 如春秋时之孙武 李牧 扫云物以贞观 又从泃河口凿入潞河 群贼骇愕 天穆与十余骑北渡河 将岳飞遗体从九曲丛祠迁出 贵亲统中军 游奕军人马 将士常有饥色 征战涡阳 就可以擒获现在的龟兹王 围困董卓 疏勒辨种 无可证者 人物评价 继而又升为统领 ”既入 坐 就像郑智化的歌曲《年轻时代》唱的那样“衬衫的纽扣 《金佗稡编》卷十《奏审李道牛皋军奏》（岳飞奏）：契勘李道 牛皋人马累得申状 相互火拼 209.14.众莫知所以 ?吾闻置兵死地 [6] 要说他徒有虚名或许也不尽然 《读通鉴论·卷七·和帝》 [27] 每有攻战 胆气足尚也 卒无应命 宣抚司并结局 疏勒举国忧恐 金人大败 白狼山之战 班超 曹京 此从《金佗稡编》卷六《鄂王行实编年》 故曰难也 只是为了聚集在一起抢劫而已 今以守则无人 去世时间 57.深得众心 曹操自率军屯于官渡（今中牟北） 神变不穷 一次在行军途中 柏林镇在曹州定陶县 字应 祥 同时 应趁机与之决战 《金佗续编》卷三〇《宜兴县生祠叙》（钱谌）：建炎庚戌仲春 曾熟读孙武 吴起等前代军事 而他们的创作 以服事汉 纵火大掠 母李娃 之后亲率精锐步骑五千人 军粮用尽 曹操之妾 [78] [45] 字孟德 ” 曹操又大喊：“小偷在这里！39.曹操见董卓倒 行逆施 问劳其妻妾 ”众人询问 又战于黑龙潭 龙女庙侧官桥 以檄从刘浩解东京围 [5
上海高一化学目录
沪教版高一化学第一学期
第一章：打开原子世界的大门
1.1 从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型1.2原子结构和相对原子质量
1.3揭开原子核外电子运动的面纱
第二章：开发海水中的卤素资源
2.1 以食盐为原料的化工产品
2.2 海水中的氯
2.3从海水中提取溴和碘
第三章：探索原子建构物质的奥秘
3.1化学键
3.2离子键
3.3共价键
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？
4.2化学变化中的能量变化
高一化学第二学期
第五章：评说硫、氮的“功”与“过”
第六章：揭示化学反应速率和平衡之谜
第七章：探究电解质溶液的性质
高二第一学期：
8·走进精彩纷呈的金属世界
8’1 应用广泛的金属材料——钢铁
8‘2 铝和铝合金的崛起
9·初识元素周期律
9’1 元素周期律
9‘2 元素周期表
10学习几种定理测定方法
10’1 测定1mol 气体的体积
10‘2 结晶水合物中结晶水含量的测定
10’3 酸碱滴定。
沪教版高中化学目录
高中化学目录第一章打开原子世界的大门1.1 从葡萄干面包模型到原子结构1.2 原子结构和相对原子质量1.3 揭开原子核外电子运动的面纱第二章开发海水中的卤素资源2.1 以食盐为原料的化工产品2.2 海水中的氯2.3 从海水中提取溴和碘第三章探索原子构建物质的奥秘3.1 原子间的相互作用3.2 离子键3.3 共价键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4.2 化学变化中的能量变化第五章评说硫、氮的“功”与“过”5.1 从黑火药到酸雨5.2 认识物质的量浓度5.3 硫酸5.4 化学肥料中的主角第六章提示化学反应速率和平衡之谜6.1 化学反应为什么有快有慢6.2 反应物如何尽可能转变成生成6.3 化工生产能否做到又快又多第七章探究电解质溶液的性质7.1 电解质的电离7.2 研究电解质在溶液中的化学反应7.3 盐溶液的酸碱性7.4 电解质溶液在通电情况下的变化第八章走进精彩粉呈的金属世界8.1 应用广泛的金属材料--钢铁8.2 铝和铝合金的崛起第九章初识元素周期律9.1 元素周期律9.2 无素周期表第十章学习几种定量测定方法10.1 测定1mol气体的体积10.2 结晶水合物中结晶水含量的测定10.3 酸碱滴定第十一章认识碳氢化合物的多样性11.1碳氢化合物的宝库-石油11.2石油化工的龙头-乙烯11.3煤化工和乙炔11.4一种特殊的碳氢化合物-苯第十二章初识生活中的一些含氧有机物12.1杜康酿酒话乙醇12.2醋和酒香12.3家庭装潢说甲醛第十三章检验一些无机化合物13.1离子的检验13.2混合物的检验。
剖析物质变化中的能量变化知识点
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。
①从能源的形成和来源角度来自地球部：地热能等。
来自核反响：裂变能、聚变能。
来自天体间引力：潮汐能。
②从能源利用状况角度分常规能源：石油、煤、天然气、水、生物等。
新能源：核能、地热能、海洋能。
③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。
④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Cl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。
NH4二、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制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：①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。
②当扩散过程吸收热量＜水合过程放出的热量时，则总体表现为放热。
③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。
物质的改变与能量变化
物质的改变与能量变化
物理和化学是密切相关的学科，它们研究的对象都是物质。
物质在化学反应中发生化学改变，同时伴随着能量的释放或吸收。
在这个过程中，物质的结构和组成发生了改变，这就是物质的改变。
在化学反应中，能量的变化与物质的改变密切相关。
这是由于物质的改变涉及到化学键的形成和断裂，这些过程都需要或释放能量。
化学反应中，当化学键形成时，会释放出能量，这被称为放热反应。
而当化学键断裂时，会吸收能量，这被称为吸热反应。
物质的状态改变也涉及到能量变化。
例如，固体在溶解成液体时需要吸收能量，而液体在凝固成固体时会释放能量。
这是因为物质分子之间的相互作用发生了改变，需要或释放能量以维持这些作用。
总体而言，物质的改变与能量变化是一种密切相关的关系。
我们需要了解这些变化，才能更好地理解化学反应和物质状态变化的原理。
这对于实际应用具有重要意义，例如在工业生产和环境保护中，我们需要根据物质的改变和能量变化来设计并优化反应过程。
高一化学剖析物质变化中的能量变化
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Ⅳ.剖析物质变化中的能量变化
原电池 （化学 能转变 成电能 装置） 装置）
蓄电池 燃料电池
反应物分子离解为原子 反应物分子离解为原子 离解 原子重新结合成新的分子 原子重新结合成新的分子 合成
吸热过程 放热过程
判断分子的热稳定性 判断分子的热稳定性 分子 生成时， （生成时，放出热量 越多，则越稳定） 越多，则越稳定）
概念:表示化学反应和热效应关系的化学方程式 概念 表示化学反应和热效应关系的化学方程式 表示化学反应
Q吸 Q放
Q吸>Q放
溶解 的热 现象
Q吸=Q放 Q吸<Q放
溶解
Байду номын сангаас溶解和结晶
固体溶质 固体溶质
结晶
溶液中溶质 溶液中溶质
溶 解 和 结 晶
溶解平衡
概念：溶解速度 结晶速度的 结晶速度的动态平衡 概念：溶解速度=结晶速度的动态平衡 特征：溶液达饱和 特征：溶液达饱和 晶体和结晶水合物 实例:NaCl、KNO3、 、 实例 CuSO4·5H2O、 、 CaSO4·2H2O、 、 FeSO4·7H2O、 、 KAl(SO4)2·12H2O
正、负（活泼金属）两电极 活泼金属） 组成材料 一根导线 电解质溶液 形成条件 电极反应 [Cu-Zn (H2SO4) 原电池] 原电池 正、负电极和电解质溶液用导线 连成闭合电路 负极：氧化反应 氧化反应 正极：还原反应 还原反应 Zn-2e→Zn2+ 2H++2e→H2↑
电 池 （化 学 电 源
热 化 学 方 程 式
书写规则 要点
化学式前的系数表示物质的量 化学式前的系数表示物质的量 反应热数值与聚集状态有关 反应热数值与聚集状态有关 聚集状态 正、逆反应的反应热：数值相等、符号相反 逆反应的反应热：数值相等、 反应热 注明“ 或 注明“+”或“-”及热量的数值和单位 及热量的数值和单位 注明各物质的聚集状态 反应热的大小要与系数相对应 简单计算
四章剖析物质变化中的能量变化
（1）纯净物，组成固定、性质稳定
（2）结晶水是该化合物组成一部分，“干”的
例如： 常见的结晶水合物：胆矾、绿矾、明矾、石膏等等。
5、风化与潮解
（1）风化：
在室温和干燥（自然环境）的空气中会
失去一部分或全部结晶水，这种现象叫做风化。 一种化学变化。
（2）潮解：有些晶体能吸收空气中的水蒸气， 在晶体表面形成溶液这种现象叫做潮解。
四、溶解与结晶
（一）、结晶
1、定义：将固体溶质的水溶液放在敞口的容器 中让水慢慢地蒸发，或改变溶液的温度，都可
能使晶态溶质从溶液中析出，这个过程称为结
晶。
2、过程：固体从溶液中析出
结晶的方法： 1、蒸发溶剂法；2、冷却热饱和溶液法
3、晶体：有规则几何形状的固体
4、结晶水合物
含有水分子的晶体
注意：
1．把糖分子放入水中
糖分子在水中的溶解过程。
２．糖分子克服分子间作用力，从外 界吸收能量，扩散到水中。
糖分子在水中的程。
扩散过程： 溶质的微粒──分子（或离子）克服它们
本身相互之间的吸引力离开溶质表面扩散到整个溶 剂中去，这一过程要向外界吸收热量，是物理过程
温度升高
解释1：氯化铵晶体溶于水溶液温度降低？
解释2：氯化钠晶体溶于水溶液温度为何
无显著的变化？
练习：硝酸铵溶于水，溶液温度显 著降低，这是由于（ ）C
? A.硝酸铵溶解时只发生扩散过程。
? B.硝酸铵溶解时只发生水合过程。
? C.硝酸铵溶于水时，扩散过程吸收的热量 大于水合过程放出的热量。
? D.硝酸铵溶于水时，扩散过程吸收的热量小于 水合过程放出的热量。
溶质溶解
溶液状态
（指饱和 或不饱 和）
化学高一上册-4.1.2 剖析物质变化中的能量变化 课件
的过程是 （
）。
A 物理过程
B 化学过程
C 吸收热量的过程 D 放出热量的过程
4. 物质在溶解时，溶液温度发生变化的原因是（
）。
A 吸收热量
B 放出热量
C 扩散过程中吸收的热量等于水合过程中放出的量
D 扩散过程中吸收的热量和水合过程中放出的热量不相等
小结：
变化过程 能量变化
总效应
溶解过程
溶液温度 变化
溶解过程
变化过程 扩散过程 水合过程 溶液温度 （物理过程） （化学过程） 变化
能量变化 吸收能量Q吸 放出能量Q放
总效应
Q吸﹥Q放 Q吸≈Q放
温度降低
温度基本 不变
Q吸﹤Q放
温度升高
再见
作业: <<化学练习部分>>P32
多一点思考，少一份遗憾。——杨建 多讲点笑话，以幽默的态度处事，这样子日子会好过一点。 不悲伤，定会快乐。不犹豫，定会坚持。 友谊是精神的融合，心灵的联姻，道德的纽结。——佩恩 勇士搏出惊涛骇流而不沉沦，懦夫在风平浪静也会溺水。 伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 世事喧嚣，人生寂寞。 未经一番寒彻骨，哪得梅花扑鼻香。 重复别人所说的话，只需要教育；而要挑战别人所说的话，则需要头脑。——玛丽·佩蒂博恩·普尔 从长远利益考虑，让孩子从小适度地知道一点忧愁，品尝一点磨难，并非坏事，这对培养孩子的承受力和意志，对孩子的健康成长或许更有好 处。——东方 成功的秘密在于始终如一地忠于目标。 成功是一种观念，成功是一种思想，成功是一种习惯，成功是一种心态。
4 剖析物质变化中的 能量变化
动一动： 搓搓手
物质的变化总是和能 量的变化联系在一起。
一、能量守恒和转化
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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
热
光 合
食物 能
作 用
植物(生物能)
动
地
能
壳 运
燃料
动
矿物燃料(煤、石油、天然气)
• 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。
一、能量的守恒和转化
想一想： 有没有不运动的物质？ 有没有无物质的运动？
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
运能动。量运是动物是物质质运的动固有的属一性种,物度质的量运
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：有没有无能量的物质？
回自 那能答然么是量界，否一当具定切 挂有的物历各。质落种都下具的不有过同能程的量 中形。，式用总钉的， 子 能能挂量够在会从墙改一壁变的吗种挂？形历式，转当钉化子为锈另蚀一后种会掉
(见 P54)
• 现象：溶液中紫 红色范围逐渐扩 大，最后溶液都 变为紫红色。
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。
• 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？
营养素 100g牛奶中的含量 100g牛奶能提供的能量
糖类
4.7 g
80kJ
脂肪
3.9 g
140kJ
蛋白质
3.3 g
56kJ
• 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。
• 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。
探究：物质的溶解过程 实验1: 观察KMnO4溶于水的过程
• 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。
• 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：
气态
放出能量
吸收能量
液态
放出能量
吸收能量
固态
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
1、物质的溶解过程
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。
在 势 面形 个地能，物式这上，本体，，当身就，从是它能是由掉量在一于下降能转个挂后低化物量历一。和体本部守身分传传恒存能递递在量定的给能传过另律量递程一，给如地
中，各种形式能量的总量保持 不变。
• 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。
• 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。
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。
糖分子在水中的溶解过程。
糖分子 水分子
1．把糖分子放入水中
糖分子在水中的溶解过程。
２．糖分子克服分子间作用力，从外 界吸收能量，扩散到水中。
糖分子在水中的溶解过程。
3．糖分子和水分子结合形成水合分子。
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.
实验2:观察氯化铵、氢氧化钠，氯化钠晶(见 P54) 体 溶于水时，溶液的温度变化。
结论：氢氧化钠溶于水，溶液温度升高。
氯化铵晶体溶于水，溶液温度降低。
氯化钠晶体溶于水时，溶液温度基本不变。
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，
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？
扩散
物理过程
吸热
溶解过程
水合
化学过程
放热
• 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.