化学反应里的能量变化课件

化学反应里的能量变化化学反应过程中，物质的能量状态会发生变化这种变化可以表现为热量释放或吸收，从而影响反应的进行引言化学反应能量变化化学反应是物质发生变化的过化学反应中能量的变化会以热程，涉及原子和分子之间的重新量、光或电能的形式出现，影响排列，伴随着能量变化着反应的进行方向和速率能量守恒热力学在化学反应中，能量不会凭空产化学反应中能量变化的研究属于生或消失，只是从一种形式转化热力学范畴，它帮助我们理解和为另一种形式预测化学反应发生的可能性和方向化学反应的定义物质变化原子重排能量变化反应条件化学反应是指物质发生化学变化学反应过程中，原子不会消化学反应伴随着能量的释放或化学反应需要一定的条件才能化的过程物质的组成和结构失或产生，只是重新排列组吸收，例如放热反应释放热发生，例如温度、压力、催化发生改变，形成新的物质合，形成新的分子或离子量，吸热反应吸收热量剂等反应热的概念定义符号12反应热是指化学反应过程中放反应热用符号ΔH表示，ΔH出或吸收的热量它是衡量化为正值表示吸热反应，ΔH为学反应能量变化的重要指标负值表示放热反应影响因素应用34反应热的大小与反应物的性反应热在化学工业生产、能源质、反应条件、反应物的量等利用等领域有着广泛的应用因素有关放热反应与吸热反应放热反应吸热反应化学反应中释放能量，温度升高化学反应中吸收能量，温度降低焓变的定义焓变的定义符号和单位正负值表示焓变是指化学反应过程中系统焓的变化量，用符号ΔH表示，单位通常为kJ/mol焓变为正值表示吸热反应，焓变为负值表示即反应前后焓的差值放热反应焓变的测量实验方法1使用量热计原理2测量反应前后温度变化计算3根据温度变化计算热量变化测量焓变通常使用量热计，通过测量反应前后温度变化来计算热量变化量热计是一种专门设计的容器，用于测量化学反应或物理过程中的热量变化通过测量反应前后温度变化，并结合反应体系的热容，可以计算出反应的焓变熔化和蒸发的焓变物质从固态转变为液态的过程称为熔化，从液态转变为气态的过程称为蒸发熔化和蒸发都需要吸收能量，焓变为正值，分别称为熔化焓和蒸发焓结合反应的焓变结合反应是指多个反应物生成一个新的产物的反应结合反应通常放热，因为形成新的化学键释放能量反应类型焓变例子氢气和氧气生成水放热2H2+O2→2H2O碳和氧气生成二氧化放热C+O2→CO2碳化合反应的焓变化合反应是指两种或多种物质反应生成一种新物质的过程，例如氢气和氧气反应生成水化合反应的焓变通常为负值，表示反应放热，即释放能量例如，氢气和氧气反应生成水，释放大量的热量，因此焓变为负值反应活性与焓变的关系焓变决定反应活性放热反应吸热反应焓变越大，反应活性越强，反应越容易发放热反应的焓变为负值，反应过程中释放能吸热反应的焓变为正值，反应过程中吸收能生量，容易发生量，需要外界提供能量才能发生热力学第一定律能量守恒能量形式热力学第一定律指出，在一个封能量可以以多种形式存在，例如闭系统中，能量既不会凭空产热能、机械能、电能、化学能生，也不会凭空消失，它只会从等，这些能量形式之间可以相互一种形式转化为另一种形式转化能量传递能量可以通过做功或热传递的方式进行传递，例如机械做功可以将机械能转化为热能，热传递可以使物体获得热能能量守恒定律能量转换能量可以从一种形式转换为另一种形式，但总量保持不变封闭系统在封闭系统中，能量既不会进入也不会离开系统能量守恒能量守恒定律是自然界的基本定律，它支配着所有物理和化学过程热化学反应方程式定义热化学反应方程式是表示化学反应中热量变化的化学方程式特点反应方程式中，必须标明反应焓变（ΔH）的值和单位（kJ/mol），并注明反应条件作用热化学方程式可以定量地描述化学反应中的能量变化，帮助我们理解和预测反应的热效应示例例如H2g+1/2O2g=H2OlΔH=-

285.8kJ/mol热化学反应的表示方法热化学反应方程式焓变的表示方法

11.

22.热化学反应方程式是用来描述化学反应过程中能量变化的化学方焓变用ΔH表示，并用符号“+”或“−”表示放热或吸热反应，例程式，它不仅要写出反应物和生成物的化学式，还要写出反应的如，焓变为−200kJ/mol表示反应放出200kJ的热量焓变值标准状态反应条件

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44.热化学反应方程式的焓变通常是指标准状态下的焓变，即在热化学反应方程式中需要标明反应条件，例如温度、压力等，以

298.15K和

101.325kPa下的焓变便准确地描述反应过程反应物和生成物的焓变反应物的总焓变减去生成物的总焓变，就是该反应的焓变反应物的总焓变就是反应物各个物质的标准生成焓之和，生成物的总焓变就是生成物各个物质的标准生成焓之和反应焓的大小反应了反应物和生成物能量高低，放热反应生成物的总焓变低于反应物的总焓变，吸热反应生成物的总焓变高于反应物的总焓变标准生成焓标准生成焓是指在标准状态下，由最稳定的单质生成1摩尔物质所发生的焓变例如，在标准状态下，由碳的单质生成1摩尔二氧化碳的焓变，即二氧化碳的标准生成焓标准生成焓可用于计算化学反应的焓变，并预测反应的热效应利用标准生成焓计算反应焓标准生成焓是指在标准状态下，由最稳定的单质生成1mol该物质时的焓变，可以用来计算反应焓变反应焓变1反应物和生成物的标准生成焓之差标准生成焓2指由最稳定的单质生成1mol该物质时的焓变标准状态3温度为

298.15K，压强为

101.325kPa利用标准生成焓计算反应焓变是化学热力学中常用的方法，可以方便快捷地估算反应的能量变化大卢夫方程公式应用大卢夫方程用于描述反应物和生成物之间的关系它将反应焓大卢夫方程可以用来计算反应的焓变，也可以用来预测反应是否变、生成焓变和温度联系在一起会自发进行ΔH=ΔHf生成物-ΔHf反应物例如，我们可以使用大卢夫方程来计算燃烧反应的焓变，并以此来判断燃烧反应是否会自发进行赫斯定律反应焓的计算反应途径的改变应用于实验设计赫斯定律描述了反应焓变化与反应路径无即使反应途径改变，反应的总焓变保持不赫斯定律广泛应用于化学实验设计，用于计关，可以利用已知反应焓计算未知反应的焓变，可以用于计算复杂反应的焓变算反应的热效应和预测反应的能量变化变反应的可逆性可逆反应大多数化学反应都是可逆的，反应物和生成物可以相互转化化学平衡可逆反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率影响因素温度、浓度、压力等因素都会影响平衡状态自发过程与非自发过程自发过程非自发过程自发过程是指在一定条件下能自动进行的过程无需外力推动，非自发过程是指在一定条件下不能自动进行的过程需要外界提反应可以自发进行，例如冰块融化，水蒸发自发过程通常会释供能量才能进行，例如水结冰，水蒸气凝结成水非自发过程通放能量，降低体系的能量常需要吸收能量，提高体系的能量吉布斯自由能定义公式吉布斯自由能是一个热力学函吉布斯自由能用符号G表示，其数，它可以用来预测一个反应是公式为G=H-TS，其中H是否自发进行焓，T是温度，S是熵应用吉布斯自由能可以用来预测化学反应的平衡方向，以及化学反应的标准自由能变化吉布斯自由能与化学反应吉布斯自由能变化负值12吉布斯自由能的变化表示化学负的吉布斯自由能变化意味着反应自发进行的可能性反应自发进行，无需额外能量输入正值零34正的吉布斯自由能变化意味着零的吉布斯自由能变化表示反反应需要能量输入才能进行，应处于平衡状态，正逆反应速并非自发过程率相等反应自发性的判断吉布斯自由能1负的吉布斯自由能变化表明反应是自发的，正值表示非自发反应焓变2放热反应（负的焓变）有利于自发反应，但不是决定因素熵变3熵变反映了体系混乱度的变化，正的熵变有利于自发反应影响化学反应的因素反应物浓度温度催化剂反应物浓度越高，反应速率越快因为更多温度升高，反应速率加快因为分子平均动催化剂降低反应的活化能，从而加速反应速反应物分子碰撞，从而提高了发生有效碰撞能增加，导致有效碰撞的次数增多率催化剂本身不参与反应，但可以提供新的可能性的反应路径温度对反应速率的影响温度升高活化能分子动能增加，碰撞频率增加，温度升高，更多分子具有足够活反应速率加快化能，可以发生有效碰撞阿伦尼乌斯方程反应速率常数与温度的关系，可以定量描述温度对反应速率的影响催化剂的作用降低活化能提供新的反应路径改变平衡常数催化剂可以通过降低反应的活化能来加速反催化剂提供了一条新的反应路径，使反应更催化剂可以改变反应的平衡常数，但不能改应速率容易进行变平衡位置压力对平衡常数的影响勒沙特列原理压力变化的影响

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22.勒沙特列原理指出，当外界条增加体系压力，会使平衡向体件改变时，平衡会朝着减弱这积减小的方向移动，减少体系种改变的方向移动压力，会使平衡向体积增大的方向移动平衡常数的变化应用举例

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44.压力变化不会改变平衡常数的例如，在合成氨反应中，增加值，但会影响平衡体系中反应压力有利于生成更多氨气，但物和生成物的浓度平衡常数不变小结与拓展学习化学反应中的能量变化对于理解化学反应机理、预测反应方向和控制反应条件至关重要通过学习标准生成焓、焓变和吉布斯自由能等概念，我们可以更好地理解化学反应的本质和规律未来，我们可以进一步深入学习热力学和动力学，掌握更加复杂的化学反应理论和技术，并将其应用于更广泛的领域，推动化学科学的发展。