化学反应原理基础知识.doc

化学反应原理基础知识概要【第一章】一、化学变化中的物质变化与能量变化.1、物质变化的实质：旧化学键的断裂和新化学键的生成2、能量变化的实质：破坏旧化学键需要吸收能量,形成新化学键需要放出能量,化学反应过 成中,在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化. 【概念】反应热：化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的热量)来 表示,叫反应热；放热反应：化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应；吸热反应：化学 反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应3、焓：用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓符号：H4、化学反应的焓变：化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做反应的焓变 热化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化 为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变） ，而没有转化为电能、光能等其他形式的能， 则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化表达为： Qp＝△H 其中：Qp 表示在 压强不变的条件下化学反应的反应热△H＝H（反应产物）－H（反应物）△H 为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变注】利用键能计算反应热方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物） ，即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的 键能总和之差。

通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能键能常用 E 表示， 单位是 kJ/mol 【课外知识】（一）材料：纵观人类利用材料的历史,可以清楚的看到,每一种重要的新材料的发现和利用,都把人类支 配自然的能力提高到一个新水平材料科学技术的每一次重大突破，都会引起生产技术的革 命，大大加速社会发展的进程，并给社会生产和人们生活带来巨大的变化在遥远的古代， 我们的祖先是以石器为主要工具，他们在寻找石器的过程中认识了矿石，并在烧陶生产中发 展了冶金术，开创了冶金技术公元前 5000 年，人类进入青铜时代公元前 1200 年左右， 人类进入铁器时代开始使用的是铸铁，后来钢工业迅速发展，成为 18 世纪产业革命的重 要内容和物质基础人类进入 20 世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，日新月异，作为“发 明之母”和“产业粮食”的新材料的研制更是异常活跃，出现了一个“材料革命”的新时代世界各国对材料的分类不尽相同，但就大的类别来说，可以分为金属材料、无机非金属材料、 有机高分子材料及复合材料四大类，若按照材料的实用性能来看，可分为结构材料和功能材 料两大类结构材料的使用性能主要是力学性能；功能材料的使用性能主要是光、电、磁、 声等功能性能，从材料的应用性能来看，它又可以分为信息材料、能源材料、建筑材料、生 物材料、航空航天材料等多种类别，所以新材料是当代社会经济的先导；是现代工业和农业 发展的基础；是国家现代化的保证；是科技进步的关键。

1、高分子合成材料高分子合成材料具有许多优良的性质，应用范围非常广泛一般来说，高分子合成材料具有 密度小、强度较高、弹性好、可塑性好、良好的绝缘性和耐腐蚀性等优点高分子合成材料 的原料丰富，加工成型容易，生产量很大通常使用的高分子合成材料主要有塑料、合成纤 维以及合成橡胶三大类1）塑料塑料是一类可塑性材料，主要成分是合成树脂我们学过的聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛树脂等 都是合成树脂，可以用来生产塑料根据塑料受热时的性质，可以把它们分为热塑性塑料和 热固性塑料两大类热塑性塑料受热软化，可以塑制成一定的形状，冷却后变硬，再加热仍 可软化，再冷却后又会变硬热固性塑料初次受热时变软，可以塑制成一定形状，但硬化定 型以后，再加热就不会再软化2）合成纤维棉花、羊毛、木材和草类的纤维都是天然纤维利用石油、天然气、煤和农副产品作原料制 成单体，经聚合反应制成的是合成纤维合成纤维和人造纤维又统称化学纤维合成纤维的 强度大、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不怕虫蛀、不缩水用它做成的衣服美观大方，结实 耐穿，但它的吸湿性、透气性差，穿着全部用合成纤维制成的衣服会使人感到闷气为了改 善透气性，常用一种或几种合成纤维与天然纤维制成混纺织物。

3）合成橡胶合成橡胶是由分子量小的二烯烃或烯烃作为单体经聚合而成的2、其它材料：半导体、光导纤维、红宝石、蓝宝石、金刚石、石墨、超导材料、纳米材料、 合金二）能源：构成客观世界的三大要素或称三大基础是物质(或称材料)、能量（或称能源）和信息科学 技术进步的历史，就是这三个基础技术不断变革和进步的发展史能源是物质的重要属性之 一，是一切物质运动的动力，它有许多形式，如热能、机械能、光能、电能、核能、化学能、 生物能等等能源在人类生活中处于十分重要的地位，是人类生存不可缺少的重要条件能源按其来源可分为：第一类是来自地球以外的太阳能除了直接的太阳幅射能之外，化石 资源（煤、石油、天然气等） 、生物质能、水能、风能、海洋能等资源皆间接来自太阳能 第二类是地球本身蕴藏的能量资源，主要是储藏于地球内部的地热能和地球上的铀、钍等核 裂变能资源和氘、氚、锂等核聚变能资源第三类是地球和月亮、太阳等天体之间有规律的 运动所产生的能，如潮汐能等我们也可以把能源分为一级能源和二级能源自然界中以现 成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源能 源也可分为常规能源和新能源一般来说新能源具有六大特点：一是可再生；二是无污染； 三是资源无限丰富；四是就地取材，无需运输；五是资源分散；六是稳定性差。

太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为内能晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化 为风能太阳把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨水 的形式落下来，流入江河，太阳能转化为水能植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转 化为植物的化学能，植物作为食物被动物吃掉，又转化为动物的化学能，古代的动植物在地 质变迁中变为煤、石油和天然气，转化为这些燃料的化学能 二、掌握热化学方程式的含义：表明反应所放出或吸收的热量的式子叫热化学方程式注意】1.热化学方程式必须标出能量变化2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的 聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关3.热化 学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发 生相应变化 三、能正确书写化学方程式:1.△H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边放热反应，△ H 为“-” ， 吸热反应△H 为“＋” ，△H 的单位一般为 KJ·mol-12.反应热△H 的测定与条件有关绝大多数△H 是在 25℃、101KPa 下测定的书写时可 不注明温度和压强3.热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几分子 反应的热效应。

因此式中的计量数可是整数，也可以是分数一般出现分数时是以某反应物 或生成物为“1mol”时其它物质才出现的，不能随便都写分数4.必须注明聚集状态，用 s、l、g 分别表示固体、液体、气体5.无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H 的单位总是 KJ·mol-1，但△H 的数值与反 应式中的系数有关四、了解化学反应中的吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念1、燃烧热（1）概念：在 101kPa 时，1mol 物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质 的燃烧热燃烧热的单位一般用 kJ/mol 表示2）注意：燃烧热是反应热的一种形式使用燃烧热的概念时要理解下列要点① 规定是在 101 kPa 压强下测出热量书中提供的燃烧热数据都是在 101kPa 下测定出来的因为压强不同，反应热有所不同② 规定可燃物的物质的量为 1mol（这样才有可比性） 因此，表示可燃物的燃烧热的热化 学方程式中，可燃物的化学计量数为 1，其他物质的化学计量数常出现分数例如，C8H18 的燃烧热为 5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为C8H18（l）+ O2（g）= 8CO2（g）+9H2O（l） △H=－5518kJ/mol③ 规定生成物为稳定的氧化物．例如 C→ CO2、H →H2O(l)、S →SO2 等。

C（s）+ O2（g）=CO（g） △H=－110.5kJ/molC（s）+O2（g）=CO2（g） △H=－393.5kJ/molC 的燃烧热为 393.5kJ/mol 而不是 110.5kJ/mol④ 叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H 表示时取负值例如，CH4 的燃烧热为 890.3kJ/mol，而△H＝－890.3kJ/mol必须以 1mol 可燃物燃烧为标准3） 表示的意义：例如 C 的燃烧热为 393.5kJ/mol，表示在 101kPa 时，1molC 完全燃烧放 出 393.5kJ 的热量2、中和热（1）概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1mol 液态水，这时的反应热叫中和热2）中和热的表示：H＋（aq）+OH－（aq）=H2O（l） △H=－57.3kJ/mol注意】① 这里的稀溶液一般要求酸溶液中的 c（H＋）≤1mol/L，碱溶液中的 c（OH－） ≤1mol/L这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量②强酸与强碱的中和反应其实质是 H＋和 OH－反应（即与酸、碱的种类无关） ，通过许多次 实验测定，1molH＋和 1molOH－反应生成 1molH2O 时，放出热量 57.3kJ。

其热化学方程式为H＋（aq）+OH－（aq）=H2O（l） △H=－57.3kJ/mol因此，下列中和反应的△H 相同，都为－57.3kJ/mol③ 中和热是以生成 1molH2O 为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数 为 1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成 1mol 水为标准；中和反应对象 为稀溶液；强酸与强碱中和时生成 1mol H2O 均放热 57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于 57.3kJ/mol五、盖斯定律及其应用 1、定义：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与 具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步及反应的反应热之和与 该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律2、盖斯定律的应用：盖斯定律在科学研究中具有重要意义因为有些反应进行的很慢，有 些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生） ，这给测定反应热造成了困 难此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来课外知识】盖斯：G.H.Germain Henri Hess (1802～1850)俄国化学家。

1802 年 8 月 7 日 生于瑞士日内瓦，1850 年 12 月 12 日卒于俄国圣彼得堡(现为列宁格勒)3 岁随父侨居俄国,并 在俄国受教育1825 年于多尔帕特大学获医学专业证书，同时受到了化学和地质学的基础 教育1826～1827 年，在斯德哥尔摩 J.J.贝采利乌斯的实验室工作并从其学习化学回俄 国后在乌拉尔作地质勘探工作，后在伊尔库茨克做医生并研究矿物1830 年当选为圣彼得 堡科学院院士，专门研究化学，任圣彼得堡工艺学院理论化学教授并在中央师范学院和矿业 学院讲授化学1838 年成为俄国科学院院士盖斯早期研究了巴库附近的矿物和天然气；发现了蔗糖氧化生成糖二酸他研究了炼铁中的 热现象，作了大量的量热工作1836 年发现，在任何一个化学反应过程中,不论该反应过程 是一步完成还是分成几步完成,反应所放出的总热量相同，并于 1840 年以热的加和性守恒定 律公诸于世，后被称为盖斯定律此定律为能量守恒定律的先驱当一个反应不能直接发生 时，应用此定律可间接求得反应热因此，盖斯也是热化学的先驱者著有《纯粹化学基础》 (1834)，曾用作俄国教科书达 40 年盖斯定律（赫。