化学能与热能[1]_第1讲化学能与热能

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《化学能与热能》疑难问题解答

问题

1、物质储存的化学能与物质微粒间的化学键能量之间有怎样的关系呢？为什么不同物质所包含的化学能会不同？

答：物质是由粒子构成的，构成物质粒子之间存在相互作用的结合力——化学键。物质本身具有的能量越低时，说明该物质的结构越稳定，构成物质粒子之间的相互作用力（化学键）越强，断开该化学键所吸收的能量就越高，而形成化学键所释放的能量就越大。

由于不同物质不仅组成不同，而且各自的结构也不同，因此不同物质的化学键种类、数目也不同，于是不同物质具有不同的能量。

问题

2、为什么化学变化过程中总是伴随能量变化？能量变化大小与什么有关？

答：从宏观角度看，化学变化过程中发生了物质变化，由于不同物质所贮存的能量不同，因此在化学变化过程中会伴随能量变化；从微观的角度看，化学变化过程本质为旧化学键断裂、新化学键形成的过程，而化学键的断裂与生成将要吸收和放出热量，因此化学变化过程就是吸收和放出热量的过程，必将有能量变化。

由于不同的化学反应对应的反应物和产物不同，而不同的反应物与生成物所储存的能量也不同，因此，化学反应能量变化的大小决定于反应物的总能量和生成物的总能量的大小。若反应物总能量与生成物总能量相差越大，则化学反应能量变化就越大。

问题

3、什么是吸热反应？什么是放热反应？某反应为吸热反应还是放热反应的决定因素是什么？

答：有热量放出的化学反应叫做放热反应，反之为吸热反应。由于反应过程能量变化大小与反应物总能量和生成物总能量的大小有关，因此，一个反应是吸热还是放热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。若反应物总能量高于生成物总能量，则反应将释放出热量而成为放热反应，反之为吸热反应。吸热反应、放热反应与反应物和生成物总能量相对大小之间的关系可用右图表示。

值得注意的是，不能认为需要加热的化学反应都是吸热反应。因为对许多反应来说，加热仅仅是诱发化学反应发生的一个条件（如燃烧反应），当反应发生后不需加热也可继续进行并不断释放出热量，此类反应属于放热反应。

问题

4、研究化学反应中能量变化特别是化学能与热能的转化有何意义？

答：化学物质的化学能通过化学能转化为热能，是人类赖以生存和发展的动力之源，人类正是利用化学能转变为热能获得生活、生产和科研所需的热量；而热能转化为化学能又是人们进行化学科研、创造新物质不可或缺的条件和途径。因此，开展化学反应中能量变化对人类认识自然和改造自然、合理利用常规能源和开发新能源等具有重要的意义。

问题

5、如何深入、系统地认识化学变化呢？

答：要深入、系统地认识化学变化，必须从多个方面进行理解：化学变化的表现为有新物质生成，其实质是微粒间重新组合、化学键的断裂和生成的过程；如果从能

量的角度看，化学反应还可以认为是“储存”在物质内部的能量（化学能）转化为其他形式能量（如热能）释放出来或者其他形式能量（如热能）转化为物质内部的能量（化学能）被“储存”的过程。

化学变化过程不仅有物质变化，而且有能量变化。物质变化和能量变化过程中，分别遵循质量守恒（物质可发生转化，但总质量保持不变）和能量守恒（一种能量可以转化为另一种能量，但总能量保持不变）。

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