什么的变化会使水的状态发生变化?
温度的变化会使水的状态发生变化。
水的三种状态分别是气态的水蒸气、液态的水、固态的冰。
水结冰了,是温度通过凝结使水的状态发生了变化,变成固体。
凝结是气体遇冷而变成液体,如水蒸气遇冷变成水。温度越低,凝结速度越快。它的逆过程称作蒸发。
凝结属于液化形式中的一种,但不完全等于液化。
水结成冰体积增加1/10,冰化成水体积减少1/11,水的密度是1t/m3,冰的密度是0.9t/m3.10个立方的水结成冰后的体积是11个立方(10m3*1t/m3再除以冰的密度)。
增加了1个立方,即体积增加1/10.将这11个立方的冰再化成水后只有10个立方了,当然体积就减少了1/11。
水,包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要作用。它是一种可再生资源。
水的物性数据
1. 性状:无色、无味的液体。
2. 密度(g/mL 20ºC):0.9982
3. 熔点(ºC):0
4. 沸点(ºC,常压):99.975℃(P0=101.325kPa)(民间习惯称100℃)
5. 折射率(20ºC):1.33298
6. 沸点(760mm汞柱):100ºC
7. 运动黏度(mm2/s,20ºC):1.0019
8. 蒸发热(KJ/mol):44.23
9. 熔化热(KJ/mol):6.01
10. 生成热(KJ/mol,25ºC,气体):-241.99
11. 生成热(KJ/mol,25ºC,液体):-286.02
12. 比热容(KJ/(kg·K),20ºC,定压):4.18
13. 蒸气压(kPa,20ºC):2.34
14. 临界温度(ºC):374.2
15. 临界压力(MPa):22.1
16. 沸点上升常数:0.515
17. 电导率(S/m,25ºC):5.89×10^-8
18. 热导率(W/(m·K),30ºC):0.62802
19. 体膨胀系数(K-1,20ºC):0.000207
20. 溶解性:水对各种物质都具有亲和性。
有的水可以导电,但是蒸馏水(纯水,电解物质只有氢原子和氧原子)是不会导电的。
水的化学性质
化学式:H₂O
结构式:H—O—H(两氢氧键间夹角104.5°)。
相对分子质量: 18.016
化学实验:水的电解。方程式:2H₂O=通电=2H₂↑+O₂↑(分解反应)
分子构成:氢原子、氧原子。
CAS号: 7732-18-5
水具有以下化学性质:
1.稳定性:在2000℃以上才开始分解。
水的电离:纯水中存在下列电离平衡:H₂O==可逆==H⁺+OH⁻ 或 H₂O+H₂O=可逆=H₃O⁺+OH⁻。
注:“H₃O⁺”为水合氢离子,为了简便,常常简写成H⁺,更准确的说法为H9O4⁺,纯水中氢离子物质的量浓度为10⁻⁷mol/L。
2.水的氧化性:水跟较活泼金属或碳反应时,表现氧化性,氢被还原成氢气2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑ 。
Mg+2H₂O=Mg(OH)₂+H₂↑ 。
3Fe+4H₂O(水蒸气)=Fe₃O₄+4H₂↑ (加热)
C+H₂O=CO+H₂(高温)。电解水实验装置(2张)
3.水的电解:
水在直流电作用下,分解生成氢气和氧气,工业上用此法制纯氢和纯氧 2H₂O=2H₂↑+O₂↑。
4.水化反应:
水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。
Na₂O+H₂O=2NaOH
CaO+H₂O=Ca(OH)₂
SO₃+H₂O=H₂SO₄
P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄分子结构
CH₂=CH₂+H₂O←→C₂H₅OH
5.水解反应
盐的水解氮化物水解:Mg₃N₂+6H₂O(加热)=3Mg(OH)₂↓+2NH₃↑
NaAlO₂+HCI+H₂O=Al(OH)₃↓+NaCI(NaCI少量)
碳化钙水解: CaC₂(电石)+2H₂O(饱和氯化钠)=Ca(OH)₂+C₂H₂↑
卤代烃水解: C₂H₅Br+H₂O(加热下的氢氧化钠溶液)←→C₂H₅OH+HBr
醇钠水解:
C₂H₅ONa+H₂O→C₂H₅OH+NaOH
酯类水解:
CH₃COOC₂H₅+H₂O(铜或银并且加热)←→CH₃COOH+C₂H₅OH
多糖水解:(C₆H₁₀O₅)n+nH₂O←→nC₆H₁₂O₆
6.水分子的直径数量级为10的负十次方,一般认为水的直径为2~3个此单位。水
7.水的电离:
在水中,几乎没有水分子电离生成离子。
H₂O←→H⁺+OH⁻
由于仅有一小部分的水分子发生上述反应,所以纯水的Ph值十分接近7。
8.水是两性物质,既有氢离子(H⁺),也有氢氧根离子(OH⁻)。但纯净蒸馏水是中性的。
物质是由大量分子构成的,分子的运动随温度的升高而加剧,温度越高分子间的距离也就越大,固体间分子距离最小。冰、水、水蒸气就是水的三态。水的三种形态,有着循环变化的关系。当水蒸发后会变成气态的水蒸气。如果把水加热至摄氏一百度,水便会沸腾,迅速变成水蒸气了。水蒸气遇冷,又会凝结成小水滴。如果把水冷却至摄氏零度的低温下,水便会凝结成固态的冰块。冰块受了热,又会融化为液态的水了。
气态,液态,固态是水的三态。水由液态到气态叫作汽化,是一个吸热过程;到固态叫作凝固,是一个放热过程。水由固态到液态叫熔化,是一个吸热过程;到气态叫作升华,是一个吸热过程。水由气态到液态叫作液化,是一个放热过程,到固态叫作凝华,是一个放热过程。
2.水的三态变化还与压强有关,压强越低,分子平均间距越大,引力作用越不显著,它使水分子更自由的运动,气体就是这种情况。
压强增大时,分子间引力增大,而热运动减弱,分子就会比较有规则的排列,但分子仍有一定的流动性,这种情况就是液体。
进一步降低温度增大压强,分子间引力更大,热运动更弱,分子将很规则地排列在一起,尽管分子仍有无规则运动,但主要在某个固定位置(晶格)附近作较小幅度的振动,而没有明显的流动性,这时水就成了固体。