吸收热量物理过程水合

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?能量的转变与人类生活息息相关一、能量守恒和转化能量是物质运动的一种度量。自然界一切物质都具有能量，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，在转换和传递的过程中，各种形式能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。从刚才的片子中，我们看到了哪些能量的转化呢？拓展视野：p75能源的种类和储量（关注当今世界的三大问题之一——能源问题）那么，能量从哪里来呢？(阅读书p74)人类常利用的煤、石油、天然气和食物的能量，归根到底都是由太阳能转化而来的，并以化学能的形式储存下来。可提供营养物质：如糖类、脂肪和蛋白质自然界中能量转化的形式多种多样，物质的三态变化是一种常见的能量转化方式。固态物质(s)solid液态(l)liquid气态(g)gas吸收能量吸收能量放出能量放出能量能量的合理利用对日常生活和生产发展有着重要的影响！二、溶解的过程和溶解热现象探究实验1.观察高锰酸钾溶于水的现象，并用数字测温仪记录溶解的热效应复习提问：什么是溶液？溶液(solution)是由一种或一种以上的物质[溶质(solute)]分散到另一种物质[溶剂(solvent)]里，而形成的均一、稳定的混合物。思考：除了扩散吸热外，在溶解中是否还存在着放热过程？实验2:观察氯化铵、氢氧化钠，氯化钠晶体溶于水时，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。思考：为什么不同溶质在溶解时表现出不同的热效应呢？即：物质在溶于水的过程中伴有温度变化。溶解的两个过程1.扩散：溶质的分子或离子受到水分子的作用向水中扩散的过程。吸收热量，物理过程。2.水合：溶质分子或离子和水分子结合构成水和分子或水合离子的过程。放出热量，化学过程。例：糖分子在水中的溶解过程。1．把糖分子放入水中糖分子水分子２．糖分子克服分子间作用力，从外界吸收能量，扩散到水中。3．糖分子和水分子结合形成水合分子。那么，现在你知道为什么有的物质溶解时溶液温度升高，而有的物质溶解时溶液的温度却降低了吗？当放热多于吸热，就表现为放热，在溶解时,溶液的温度升高。解释：这两个过程对不同的溶质来说，吸收的热量和放出的热量并不相等。当吸热多于放热，就表现为吸热，在溶解时，溶液的温度就降低。Q吸≈Q放溶液温度无明显变化Q吸＞Q放溶液温度下降Q吸＜Q放溶液温度升高溶解扩散过程水合过程：吸收热量：放出热量温度变化取决于吸收热量和放出热量的差值。即：物质在溶解过程中总是伴随着能量的变化。表现出来的放热或吸热现象，则是溶质微粒在扩散过程中的能量变化的总效应。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3：硝酸铵溶于水，溶液温度显著降低，这是由于（）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。C4．用Q扩、Q合表示溶解时扩散过程及水合过程中能量变化绝对值。氢氧化钾溶解时的能量变化可用式表示氯化钠溶解时的能量变化可用式表示A、Q扩Q合B、Q扩Q合C、Q扩=Q合=0D、Q扩=Q合≠0BD三.溶解和结晶：1.定义：当条件改变，晶态溶质从溶液中析出，这个过程称为结晶(crystallize).分析现象：1．将NaCl固体放入不饱和NaCl溶液中2、将NaCl固体放入饱和NaCl溶液中3、将50℃KNO3饱和溶液温度降到20℃4、将少量KNO3晶体放入饱和的KNO3溶液中,然后加热溶液。讨论：当溶质溶解速率和结晶速率的相对大小不同时，看到的现象和溶液所处状态有何不同？注意：结晶和溶解时同时进行的相反的两个过程。溶解速率与结晶速率看到的现象溶液状态（饱和、不饱和）不饱和溶液溶解溶解速率结晶速率结晶饱和溶液溶解速率=结晶速率不增不减饱和溶液溶解速率结晶速率溶解平衡(solutionequilibrium)2.溶解平衡定义：当溶液达到饱和状态时，溶质的溶解速率等于溶质的结晶速率，表面上溶质不再减少，也不再增加。此时溶液达到溶解平衡状态。定：溶液的浓度保持一定，不再变化。说明：饱和溶液的溶解平衡状态特征：等：溶解速率等于结晶速率。动：动态平衡。仍在溶解、结晶。课堂练习、关于溶解平衡的说法不正确的是。A、溶解平衡的本质是结晶速度等于溶解速度。B、溶解平衡是个动态平衡，既有溶质的结晶又有溶质的溶解。C、达到溶解平衡时，此溶液不一定是饱和溶液。D、当达到溶解平衡时，溶液中各种微粒的浓度不再变化，固体的质量也不再变化，但固体的形状可以变化。Ｃ3.溶解度与温度（2）溶解度受温度影响改变较大的固体物质，一般用冷却热饱和溶液的方法使溶质结晶析出（如：CuSO4，明矾，KNO3）（1）溶解度受温度影响变化不大的物质，一般用蒸发溶剂的方法使溶质结晶析出（如：晒盐）应用:复习：在一定温度下,某物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的克数,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度.（S）——即蒸发结晶——即降温结晶4.晶体和结晶水合物定义：自发形成且具有规则几何形状的固体叫做晶体其中，含有水分子的晶体叫结晶水合物(crystallinehydrate)胆矾（又称蓝矾）绿矾明矾（CuSO4·5H2O）（FeSO4·7H2O）[KAl（SO4）2·12H2O）]石膏熟石膏皓矾芒硝（CaSO4·2H2O）（2CaSO4·H2O）（ZnSO4·7H2O）(Na2SO4·10H2O)例：常见的结晶水合物注：并不是所有的晶体都含有结晶水，如食盐、硝酸钾等。问：结晶水合物是混合物？纯净物？食盐晶体硝酸钾晶体练一练：1.在一碳酸钠饱和溶液中，加入含18O的无水碳酸钠粉末a克，如果保持温度不变，以下说法正确的是（）A.溶液中可找到含18O的CO32-B.a克粉末不变，不再溶解C.部分溶解，溶液中无18O的CO32-D.最终溶液浓度下降2.如何通过实验确定结晶水合物的含水量？5.风化，潮解在室温和干燥的空气里，结晶水合物失去一部分或全部结晶水，这种现象称为风化（如：石碱Na2CO3．10H2O,胆矾CuSO4．5H2O）1.风化——化学变化Na2CO3．10H2ONa2CO3．xH2O+(10-x)H2O常温、干燥空气中想一想：如何检验酒精中含有水分？可作干燥剂晶体吸收空气里的水蒸气，在晶体表面逐渐形成溶液。（如：CaCl2，NaOH固体）2.潮解：问：蓝色硫酸铜晶体受热是不是风化？向无水硫酸铜滴几滴水是不是潮解?上述这两个实验的变化过程属于物理变化还是化学变化？探究：请描述NaOH固体在空气中经过的所有变化氢氧化钠潮解后的氢氧化钠碳酸钠晶体碳酸钠粉末吸收空气水分潮解吸收水和二氧化碳常温、干燥空气中风化