物质在溶解过程中有能量变化吗
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4.1物质在溶解过程中的能量变化★知识要点一、.能量的守恒和转化 1.能源(1)能量转化与守恒定律:能量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,在转换和传递过程中,各种形式的能量的总量保持不变。
(2)物质的三态变化中伴随能量变化:二、.溶解的过程和溶解热现象1.溶液:溶质分散到溶剂里,形成的均一、稳定的混合物。
2.物质的溶解过程扩散过程:溶质的分子或离子在水分子作用下从晶体表面向水中扩散,在这一过程中,溶质分子或离子要克服分子或离子间的作用力,需要从外界吸收热量,是物理过程; 水合过程: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,这一过程向外界放出热量,是化学过程。
3.溶解过程中的能量变化——溶解热现象物质溶解时水溶液温度是升高还是降低,取决于扩散过程吸收热量和水合过程放出热量的相对大小。
扩散 溶解过程 水合 物理过程 化学过程 吸热放热 能源 一次能源 二次能源 新能源 常规能源 可再生能源,如水能 不可再生能源,如煤炭、石油、天然气 可再生能源,如太阳能、风能、生物质能 不可再生能源,如核聚变燃料、油页岩、油砂 煤制品,如洗煤、焦炭、煤气石油制品,如汽油、煤油、柴油、液化石油气 电能、氢能、余热、沼气、蒸汽等 吸收能量 固态 液态 气态吸收能量 放出能量 放出能量三、溶解和结晶1.溶解:溶质分散到溶剂中的过程。
2.结晶:晶态溶质从溶液中析出的过程。
3.溶解和结晶的宏观现象和微观过程溶解和结晶作为宏观现象是不能同时观察到的。
但是,就微观粒子的运动状态而言,溶解和结晶这两个过程则是同时进行的相反(互逆)的过程,即在溶液里溶质进行溶解的同时,也进行着结晶,在一定条件下建立起一个动态平衡体系——溶解平衡。
4.溶解平衡在一定条件下的饱和溶液中,当物质溶解速率和物质晶体析出速率相等,这个溶液体系就达到了溶解平衡状态。
若改变外界的条件(包括改变溶剂量或温度),则可不同程度地改变微观粒子的溶解速率和结晶速率,原来的溶解平衡被破坏,并在新条件下建立新的平衡。
融解和溶解的区别的意思
融解和溶解是化学术语,它们可以用来描述物质分解的不同过程。
它们之间有一定的差别,因此不要把它们混淆。
首先,融解可以指物质以液体形式发生化学变化,释放出有机物质,这种过程就是融解。
它可以发生在固体物质上,并且最常见的融
解过程是水和冰之间的融解过程。
水融解冰时,冰中的水分子释放出
热量,这种能量的释放使冰变得更灵活,因此导致冰的变形或消解。
溶解是指物质在液体中被解离,释放溶质分子,也就是固态物质
进入液态物质中,使得溶液中出现了新物质。
普通溶解过程中,添加
热量会帮助溶剂和溶质快速而有效地混合在一起,但热量并不会破坏
物质的结构。
在普通溶解过程中,物质本身会因为某种方式而被破坏,这可能会影响最终的结果。
两者之间有一定的差别,就是融解只需要改变温度使物质发生变化,而溶解需要将溶剂与溶质混合在一起才能形成新的物质。
因此,
溶解是添加溶剂可能会影响结果的过程,而融解是改变温度以改变状
态的过程。
总的来说,融解和溶解是完全不同的过程,尽管都属于物质分解
的范畴,但它们在化学上是完全不同的,因此不能混淆。
更准确地说,溶解是液体中发生化学反应的过程,而融解是只用改变温度来改变状
态的过程。
溶解度与温度溶解的热力学规律溶解度是指单位溶剂溶解的物质的量,在特定温度和压力条件下的最大溶解度称为饱和溶解度。
在研究溶解度与温度溶解的热力学规律时,我们需要了解一些基本概念和理论。
1. 溶解过程中的热力学参数在了解溶解度与温度溶解的热力学规律之前,我们先来了解一下溶解过程中的热力学参数。
溶解过程可以分为两个步骤:化固体为气体(或离子态)和气体(或离子态)溶解为溶液。
这两个步骤的热力学参数分别是熔化热(ΔH_m)和溶解热(ΔH_s)。
熔化热是指1摩尔物质从固态变为液态所吸收的热量,溶解热是指1摩尔物质从气体(或离子态)变为溶液态所吸收的热量。
2. 溶解度随温度的变化规律根据上述热力学参数,我们可以得出溶解度随温度的变化规律。
对于大部分物质来说,溶解过程是吸热过程,即溶解过程是放热的。
这意味着在溶解过程中,热量从溶剂中流失,使得溶液的温度下降。
根据热力学第一定律,热量的损失等于其他形式能量的增加,即Q = ΔU + W,其中Q表示吸收或释放的热量,ΔU表示内能的变化,W表示其他形式能量的变化。
从该式子可以看出,溶解过程中溶液的内能增加,而物质的溶解度与内能变化有直接关系。
根据拉乌尔定律,溶解度随温度的升高而升高。
3. 溶解度随温度的定量关系溶解度与温度的定量关系可以通过溶解度公式来表示。
根据范德华方程和拉乌尔定律,可以得到溶解度公式为:ln(溶解度/饱和溶解度) = ΔH_m/RT + ΔH_s/RT + c,其中ΔH_m表示熔化热,ΔH_s表示溶解热,R为理想气体常数,T 为温度,c为与温度无关的常数。
根据该公式可以推导出溶解度随温度的定量关系。
4. 溶解度与溶质性质的关系除了受温度影响,溶解度还与溶质的性质相关。
不同溶质具有不同的溶解度曲线。
一般来说,极性溶质在极性溶剂中的溶解度较大,而非极性溶质在非极性溶剂中的溶解度较大。
溶质的离子化程度、分子结构和晶格能等因素也会影响溶解度。
综上所述,溶解度与温度溶解的热力学规律表明,在一定的温度和压力条件下,溶解度随温度的升高而升高。
溶解过程中能量的变化是什么?
概述
溶解是物质从固态或气态转变为液态的过程。
在溶解过程中,
存在能量的转化和变化。
本文将探讨溶解过程中能量的变化以及相
关的能量转化原理。
能量转化原理
在溶解中,主要存在以下几种能量转化:
1. 吸热过程:当溶质与溶剂之间的相互作用力破坏时,需要提
供能量,这导致了能量的吸收。
因此,溶解过程中可以发生吸热反应。
2. 放热过程:当溶质与溶剂之间的相互作用力形成时,释放出
能量,这导致了能量的放出。
因此,溶解过程中可以发生放热反应。
能量变化
溶解过程中的能量变化可以包括以下几个方面:
1. 温度变化:当溶质与溶剂发生吸热反应时,会导致溶液的温
度升高;而当溶质与溶剂发生放热反应时,会导致溶液的温度降低。
2. 热量变化:吸热反应和放热反应分别导致溶解过程中的热量
增加和减少。
吸热反应吸收了外界的热量,使溶解过程变冷;而放
热反应释放出热量,使溶解过程变热。
3. 势能变化:溶质与溶剂之间的相互作用力形成或破坏时,会
引起势能的变化。
溶解过程中会伴随着溶质与溶剂之间的相互作用
能的变化。
结论
根据上述的能量转化原理和能量变化,我们可以总结出在溶解
过程中能量的变化是多方面的,包括吸热过程、放热过程以及温度、热量和势能的变化。
深入理解溶解过程中的能量变化有助于我们更
好地理解溶解现象及其相关的物理化学原理。
氢氧化钠溶于水的热量变化氢氧化钠溶于水的热量变化是一个重要的热化学过程。
在这个过程中,固体氢氧化钠与水发生反应,生成氢氧化钠溶液,并伴随着放热现象。
本文将详细介绍氢氧化钠溶于水的热量变化过程。
我们来了解一下氢氧化钠和水的性质。
氢氧化钠是一种固体物质,化学式为NaOH,常温下为白色结晶体。
它是一种强碱,能够与酸反应生成盐和水。
水是一种无色、无味、无臭的液体,是地球上最常见的物质之一。
水具有良好的溶解性,可以溶解很多物质。
当氢氧化钠溶于水时,会发生热化学反应。
这个反应是放热反应,即释放热量。
这是因为在反应过程中,氢氧化钠分子和水分子之间的键被破坏,新的键被形成,伴随着能量的释放。
这个过程可以用以下化学方程式表示:NaOH(s) + H2O(l) → Na+(aq) + OH-(aq) + 热量在这个反应中,氢氧化钠的固体形式转化为水溶液的离子形式,同时释放出热量。
这个热量的大小取决于反应的热力学性质,可以通过实验测量得到。
在实际操作中,当氢氧化钠固体溶解于水中时,会产生大量的热。
这是因为氢氧化钠和水之间的化学反应是一个放热反应,热量会迅速释放到周围环境中。
因此,在操作过程中需要特别小心,以避免热量的积累和升高。
值得注意的是,溶解氢氧化钠的过程是一个放热反应,但是溶解过程中的热量变化与溶解度有关。
溶解度是指单位溶剂中能溶解的溶质的最大量。
在溶液达到饱和时,溶解度最大。
溶解度与温度有关,一般情况下随着温度的升高,溶解度会增加。
因此,溶解氢氧化钠的过程中,热量的大小也会受到温度的影响。
除了热量变化外,溶解氢氧化钠还会产生其他影响。
例如,溶解氢氧化钠会使溶液的pH值增加,变得更加碱性。
这是因为氢氧化钠是一种强碱,其溶液中会释放出氢氧根离子(OH-)。
这些氢氧根离子与水分子结合形成氢氧化物(OH-)离子,使溶液呈现碱性。
溶解氢氧化钠的过程也会释放出氢氧化钠的热量变化,可以应用在一些实际应用中。
例如,在实验室中,可以利用氢氧化钠溶解过程中的放热现象,来测量一些化学反应的热量变化。
学习方法报社全新课标理念,优质课程资源物质溶解过程中的能量变化物质溶解于水的过程通常伴随着热量的变化,有些物质溶于水时放出热量,使溶液温度升高,有些物质溶于水时吸收热量,使溶液温度降低。
根据物质溶于水时出现的这种变化,可将相关物质加以鉴别,或将这些变化运用于实际生活中。
教材习题在密闭、隔热的条件下,向装有水的保温瓶中加入某种物质,溶液温度下降,这种物质可能是()。
A.生石灰B.硝酸铵C.氯化钠D.氢氧化钠解析本题主要考查常见物质溶于水时的能量变化。
生石灰溶于水时会与水发生化学反应生成氢氧化钙,此过程放热;硝酸铵溶于水时会吸热,使得溶液温度下降;氯化钠溶于水时使溶液温度不变;氢氧化钠溶于水时放热,使溶液温度上升。
根据题意,这种物质应该是硝酸铵。
答案选B。
变式题(2013年山东滨州)向如图装置的试管中加入某种物质后,U 形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,则加入的物质是()。
A. 氢氧化钠B. 生石灰C. 浓硫酸D. 硝酸铵解析本题是由图形呈现的,考查同学们对图形的判断与分析能力。
U形管右边支管的红墨水液面降低,左边支管的红墨水液面上升,说明广口瓶内气体压强变小,压强变小主要是由于物质溶于水时产生的能量变化引起的。
解题的关键是熟记不同物质溶于水时的能量变化情况。
答案选D。
拓展题如图所示,打开止水夹,将液体A滴入试管②中与固体B接触。
若试管①中的导管口有较多气泡产生,则液体A和固体B的组合不可能是()。
A.双氧水和二氧化锰B.水和生石灰C.水和氢氧化钠D.水和硝酸铵解析本题在前两题的基础上难度有所提升,要求对信息进行分析整合。
导管口有较多的气泡产生,原因可能有两个,一是右边试管中反应产生气体,二是右边试管中固体溶于水后温度上升,压强增大,使气体排出。
对四个选项进行分析可知,双氧水和二氧化锰反应会产生氧气;水和生石灰反应放热,氢氧化钠溶于水也放热,使温度升高;硝酸铵溶于水吸热,使温度下降。
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。
物质溶解放热、吸热的原因物质溶解时,为什么会有吸热或放热的现象呢?这是因为:物质溶解,一方面是溶质的微粒──分子或离子要克服它们本身的相互之间的吸引力离开溶质,另一方面是溶解了的溶质要扩散到整个溶剂中去,这些过程都需要消耗能量,所以物质溶解时,要吸收热量。
溶解过程中,温度下降原因就在于此。
如果溶解过程只是单纯的扩散,就应该全是吸热的,为什么还有的放热呢?原来,在溶解过程中,溶质的微粒──分子或离子不仅要互相分离而分散到溶剂中去,同时,溶解于溶剂中的溶质微粒也可以和溶剂分子生成溶剂化物(如果溶剂是水,就生成水合物)。
在这一过程里要放出热量。
因此,物质溶解时,同时发生两个过程:一个是溶质的微粒──分子或离子离开固体(液体)表面扩散到溶剂中去,这一过程吸收热量,是物理过程;另一个过程是溶质的微粒──分子或离子和溶剂分子生成溶剂化物,多余的动能就要以热量的方式释放出来,这是化学过程。
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,例如硝酸钾溶解在水里的时候,因为它和水分子结合的不稳定,吸收的热量比放出的热量多,就表现为吸热,在溶解时,溶液的温度就降低。
反之,当放热多于吸热,例如浓硫酸溶解在水里的时候,因为它和水分子生成了相互稳定的化合物,放出的热量多于吸收的热量,就表现为放热,所以溶液的温度显著升高。
一种物质溶解在水里,究竟是温度升高还是降低,取决于溶解过程中两种过程所吸收或放出的热量多少用Q放代表溶质微粒扩散所吸收的热量,用Q吸代表溶质微粒水合时放出的热量。
若:Q吸>Q放溶液温度下降Q吸<Q放溶液温度升高Q吸≈Q放溶液温度无明显变化溶质溶解过程的热量变化,我们可以用仪器测得。
常见的物质:浓硫酸、氢氧化钠、氧化钙等物质溶于水时放热,弱酸根,弱碱阳离子、水解吸热,硝酸类如硝酸铵、氯化铵等物质溶于水、硝酸根水合吸热。
溶于水大量放热:浓硫酸,NaOH,与水反应大量放热:CaO溶于水吸热:NH4NO3例如:硝酸铵。