化學(xué)反應(yīng)與能量復(fù)習(xí)課件

化學(xué)反應(yīng)與能量探索化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，以及能量在化學(xué)反應(yīng)中的作用。什么是化學(xué)反應(yīng)?物質(zhì)的變化化學(xué)反應(yīng)是指物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的過程，伴隨著新物質(zhì)的生成。原子重組化學(xué)反應(yīng)中，原子之間的連接方式發(fā)生改變，形成新的物質(zhì)，但原子本身并沒有消失或產(chǎn)生。化學(xué)反應(yīng)的定義物質(zhì)變化化學(xué)反應(yīng)是指物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的過程，生成新的物質(zhì)。原子重排在化學(xué)反應(yīng)中，原子的種類不變，但原子之間的排列方式發(fā)生了改變。能量變化化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化，可以是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)的條件發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物分子之間必須發(fā)生有效碰撞。有效碰撞需要足夠的能量，才能克服反應(yīng)物分子之間的排斥力，使分子重新排列。催化劑可以降低反應(yīng)所需的活化能，加速反應(yīng)速率。化學(xué)反應(yīng)的類型1化合反應(yīng)兩種或多種物質(zhì)反應(yīng)生成一種新物質(zhì)的反應(yīng)。2分解反應(yīng)一種物質(zhì)分解成兩種或多種物質(zhì)的反應(yīng)。3置換反應(yīng)一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。4復(fù)分解反應(yīng)兩種化合物相互交換成分，生成兩種新化合物的反應(yīng)。放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)過程中釋放能量，使周圍環(huán)境溫度升高的反應(yīng)。吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)是指化學(xué)反應(yīng)過程中吸收能量，使周圍環(huán)境溫度降低的反應(yīng)。反應(yīng)熱的概念定義化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量符號ΔH單位kJ/mol反應(yīng)熱的測量1量熱計測量反應(yīng)熱最常用的儀器2熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)熱數(shù)值及反應(yīng)物和生成物的化學(xué)計量數(shù)3標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測得的反應(yīng)熱反應(yīng)熱測量需要控制環(huán)境溫度、壓力等因素。為了方便比較，通常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的反應(yīng)熱進(jìn)行衡量。反應(yīng)熱的表達(dá)方式焓變用符號△H表示，正值表示吸熱反應(yīng)，負(fù)值表示放熱反應(yīng)。單位為kJ/mol反應(yīng)熱方程式在化學(xué)方程式中，用△H表示反應(yīng)熱，例如：2H2+O2→2H2O△H=-571.6kJ/mol反應(yīng)熱的符號約定符號ΔH意義反應(yīng)熱，表示化學(xué)反應(yīng)過程中焓的變化正負(fù)號ΔH<0代表放熱反應(yīng)，ΔH>0代表吸熱反應(yīng)影響反應(yīng)熱的因素反應(yīng)物濃度濃度越高，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)熱越大。溫度溫度越高，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)熱越大。催化劑催化劑可以改變反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)熱。沸騰過程是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)沸騰是一個吸熱過程。當(dāng)液體吸收熱量時，液體的分子運動速度加快，分子之間的距離也增大。當(dāng)分子之間的距離足夠大時，液體就會沸騰，變成氣體。因此，沸騰過程需要吸收能量，是一個吸熱反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是放熱還是吸熱燃燒反應(yīng)是一種常見的化學(xué)反應(yīng)，伴隨著光和熱的釋放，因此它屬于放熱反應(yīng)。在燃燒過程中，燃料與氧化劑發(fā)生反應(yīng)，釋放出大量的能量，導(dǎo)致溫度升高，產(chǎn)生火焰。能量轉(zhuǎn)換與守恒1能量守恒定律能量不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，其總量保持不變。2化學(xué)反應(yīng)中的能量化學(xué)反應(yīng)過程中，能量的形式會發(fā)生轉(zhuǎn)換，例如化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能或電能等。3能量轉(zhuǎn)換的應(yīng)用例如，燃燒燃料釋放熱能，太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能等。化學(xué)鍵與化學(xué)能化學(xué)鍵化學(xué)鍵是原子之間相互作用形成的吸引力，保持原子結(jié)合在一起形成分子或晶體?；瘜W(xué)能化學(xué)能是指儲存在化學(xué)物質(zhì)中的能量，它與化學(xué)鍵的形成和斷裂有關(guān)。化學(xué)鍵的形成原子之間相互作用化學(xué)鍵是原子之間通過相互作用而形成的穩(wěn)定的連接，它們可以是吸引力或排斥力，例如靜電作用或共享電子電子云重疊化學(xué)鍵的形成通常涉及原子核之間的吸引力和電子云之間的相互作用。電子云的重疊是形成化學(xué)鍵的關(guān)鍵因素，它決定了鍵的類型和強度能量降低形成化學(xué)鍵會導(dǎo)致能量釋放，使得系統(tǒng)總能量降低。這個能量變化可以是化學(xué)反應(yīng)的放熱或吸熱共價鍵的釋放能100kJ/mol共價鍵斷裂時釋放的能量。436H-H鍵氫氣分子中氫原子之間的共價鍵。348Cl-Cl鍵氯氣分子中氯原子之間的共價鍵。159C-H鍵甲烷分子中碳?xì)湓又g的共價鍵。離子鍵的形成過程1電子轉(zhuǎn)移金屬原子失去電子，形成帶正電的陽離子；非金屬原子獲得電子，形成帶負(fù)電的陰離子。2靜電吸引帶相反電荷的離子相互吸引，形成離子鍵。3離子化合物由離子鍵連接而成的化合物。氫鍵的特點弱鍵氫鍵是分子間作用力的一種，比共價鍵和離子鍵弱得多。方向性氫鍵具有方向性，通常指向電負(fù)性原子。重要的作用氫鍵在許多生物體系中起著至關(guān)重要的作用，例如水的性質(zhì)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和DNA的穩(wěn)定性。氫鍵在生物體中的作用1維持生物大分子的結(jié)構(gòu)氫鍵在蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子中起著至關(guān)重要的作用，幫助它們維持特定的三維結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)其生物功能。2影響物質(zhì)性質(zhì)氫鍵影響水的性質(zhì)，例如高沸點和高比熱容，這些性質(zhì)對于生命的存在至關(guān)重要。3促進(jìn)生物反應(yīng)氫鍵參與許多重要的生物反應(yīng)，例如酶催化反應(yīng)和DNA復(fù)制。化學(xué)能的來源化學(xué)反應(yīng)化學(xué)能主要來源于化學(xué)反應(yīng)，例如燃燒燃料或電池反應(yīng)等?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵斷裂和形成會導(dǎo)致能量的釋放或吸收，產(chǎn)生化學(xué)能。核反應(yīng)核反應(yīng)，例如核裂變和核聚變，會釋放巨大的能量，這種能量也是化學(xué)能的一種形式。核能的應(yīng)用主要體現(xiàn)在核電站的發(fā)電中?；瘜W(xué)反應(yīng)的能量變化1吸熱反應(yīng)反應(yīng)物吸收能量，生成物的能量高于反應(yīng)物2放熱反應(yīng)反應(yīng)物釋放能量，生成物的能量低于反應(yīng)物自發(fā)過程和非自發(fā)過程自發(fā)過程在特定條件下，無需外力就能自動發(fā)生的反應(yīng)，例如，水從高處流向低處，冰融化成水。非自發(fā)過程需要外界提供能量才能發(fā)生的反應(yīng)，例如，水從低處流向高處，水結(jié)冰成冰?；瘜W(xué)平衡與能量化學(xué)平衡是指可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物濃度不再變化的狀態(tài)。能量變化與化學(xué)平衡密切相關(guān)，影響著平衡狀態(tài)的建立和平衡常數(shù)的大小?；瘜W(xué)平衡的判定條件正逆反應(yīng)速率相等化學(xué)平衡時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再變化。反應(yīng)體系的宏觀性質(zhì)保持不變?nèi)鐪囟?、壓強、顏色等不再改變。平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡反應(yīng)還在繼續(xù)進(jìn)行，但正逆反應(yīng)速率相等，體系宏觀性質(zhì)保持不變。影響化學(xué)平衡的因素溫度溫度的變化會影響反應(yīng)速率，進(jìn)而影響化學(xué)平衡。濃度改變反應(yīng)物或生成物的濃度會使平衡向減小濃度變化的方向移動。壓強壓強變化只影響氣相反應(yīng)的平衡，增加壓強，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動。催化劑催化劑可以加快反應(yīng)速率，但不會改變平衡常數(shù)，因此不會改變平衡位置。LeChatelier原理1平衡移動當(dāng)外界條件變化時，化學(xué)平衡會向減弱這種變化的方向移動。2溫度變化升高溫度有利于吸熱反應(yīng)，降低溫度有利于放熱反應(yīng)。3濃度變化增加反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；增加生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。4壓強變化增大壓強有利于氣體分子數(shù)減少的方向，減小壓強有利于氣體分子數(shù)增加的方向。用LeChatelier原理分析化學(xué)反應(yīng)1改變濃度增加反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動。2改變溫度升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。3改變壓強增加壓強，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動。本課程的重點與總結(jié)化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反