化学Ⅱ›反应能量与平衡

反应焓

Reaction Enthalpy

直觉导入 — 翻越能量山丘
💡 类比:翻山越岭
①化学反应 = 分子翻越'能量山丘'的过程
②山丘高度 = 活化能E_a — 启动反应所需
③终点低于起点 → 放热(放热反应)
④终点高于起点 → 吸热(吸热反应)
⑤暖宝宝 = 放热(ΔH<0)、冰袋 = 吸热(ΔH>0)
焓变化图可视化
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🔍 尝试滑块!
①ΔH设为负 → 生成物低于反应物 = 放热
②ΔH设为正 → 生成物高于反应物 = 吸热
③无论哪种,都必须越过过渡态(山顶)
④E_a = 启动反应所需的最小能量
由键能计算ΔH
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键能公式
ΔH = Σ(反应物键能) − Σ(生成物键能)
断键吸收能量 − 成键释放能量
💡 为何公式成立?
①任何化学反应 = '断旧键 + 成新键'
②断键 = 吸收能量(恒为+)
③成键 = 释放能量(恒为−)
④新键更强 → 释放 > 吸收 → 放热(ΔH<0)
⑤这就是'生成物更稳定'的物理意义
盖斯定律
盖斯定律
ΔH总 = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + ⋯
与反应路径无关,总焓变仅取决于始末态
使用生成热
ΔH = Σ(生成物生成热) − Σ(反应物生成热)
由元素基准的生成热可计算任意反应ΔH
💡 为何与路径无关?
①焓是'状态函数' — 仅取决于当前状态
②首尔→釜山:高速或国道,高度差相同
③即使不知直接反应的ΔH,也可由其他反应组合求得
总结
核心公式
ΔH = Σ(键能断) − Σ(键能成)
或 ΔH = Σ(生成物生成热) − Σ(反应物生成热)
🎯 考试重点
①ΔH < 0:放热反应(放热)— 生成物更稳定
②ΔH > 0:吸热反应(吸热)— 生成物更不稳定
③盖斯定律:与路径无关,总ΔH仅与始末态有关
④生成热:由单质生成1 mol化合物时的ΔH
⑤活化能E_a:启动反应所需的最小能量