第五讲 化学键与化学反应中能量变化的关系.doc

第五讲 化学键与化学反应中能量变化的关系一、从微观结构角度理解化学反应中的能量变化从微观分析看，化学反应是原子(或离子)重新组合的过程。即在一定条件下，分子(或其他形式的微粒)中的化学键吸收能量后被破坏，形成原子(或离子)，而后又相互结合成新的分子，在此过程中由于原子间(或离子间)的相互结合而放出能量。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程的能量变化示意图，由图可知，当1 mol N2(g)与1 mol O2(g)在一定条件下反应生成 2 mol NO(g)时，1 mol N2 分子中的化学键断裂需要吸收946 kJ能量，1 mol O2分子中的化学键断裂需吸收498 kJ能量，形成2 mol NO分子中的化学键要释放632 kJmol12 mol1264 kJ能量。反应N2(g)O2(g)=2NO(g)是吸收能量还是放出能量，要看断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小。由上可知，断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量为946 kJmol1498 kJmol11444 kJmol1，形成生成物分子中的化学键放出的总能量为1264 kJmol1，即反应吸收能量180 kJmol1。上述过程说明化学反应中，化学键的断裂与形成是反应过程中有能量变化的本质原因。特别提醒任何化学反应都伴随着能量的变化，但伴有能量变化的不一定是化学变化，例如水由液态变为气态需要吸收热量，但没有发生化学变化。二、决定吸收能量或放出能量的因素一个反应在完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。其关系如下图所示： 图中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应过程中反应物将比生成物多的那部分能量释放出来，这样的反应为放出能量的反应；图中反应物的总能量比生成物的总能量低，反应过程中需要从外界吸收能量，这部分能量便储存在生成物中，这样的反应为吸收能量的反应。(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。特别提醒物质所具有的能量越低越稳定。要注意断键吸收能量、成键放出能量与物质所具有的能量之间的区别。例1已知破坏1 mol HH键、ClCl键、HCl键分别需要吸收436 kJ、243 kJ、432 kJ能量，则由H2与Cl2生成1 mol HCl总的过程需要()A放热185 kJB吸热185 kJ C放热92.5 kJ D吸热92.5 kJ跟踪练习1下列变化过程中需要吸收能量的是()AHHH2 BHClHClCI2II DSO2SO2例2一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于_。如果化学反应表现为吸收能量，则有_(填不等式，下同)，如果化学反应表现为放出能量，则有_，请作出化学反应放出能量的示意图。跟踪练习2下列关于放出能量的反应：ABCD的说法中正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示A、B、C、D所具有的能量)()AEAEC BEAECED CEAEBECED DEAEBE2，则该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_(填“A”或“B”)表示。(2)若E1E2，则该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_(填“A”或“B”)表示。(3)太阳能的开发和利用是21世纪的一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是白天在太阳照射下，某种盐熔化，吸收热量；晚间熔盐释放出相应能量，从而使室温得以调节。已知下列数据：盐熔点/熔化吸热/kJmol1参考价格/元kg1CaCl26H2O29.037.3780850Na2SO410H2O32.477.0800900Na2HPO412H2O36.1100.116002000Na2S2O35H2O48.549.714001800其中最适宜作储能介质的是_(填字母)。ACaCl26H2OBNa2SO410H2OCNa2HPO412H2ODNa2S2O35H2O右图是