导图社区 反应热与化学反应速率
化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
在一定条件下的可逆反应中，当正逆两个方向的反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定时，这个状态叫化学平衡状态
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反应热与化学反应速率
反应热
体系和环境
在研究反应热时，需要明确体系和环境，下面以研究盐酸与氢氧化钠溶液的反应为例
体系
在热学中体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象，如我们可将盐酸氢氧化钠溶液及发生的反应的看作一个反应体系，简称体系又称系统
环境
与体系互相影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境
热量
热量是指因温度不同而在体系与环境之间传递或交换的能量
化学反应热效应（反应热）
在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量称为化学反应的热效应，简称反应热
许多反应热可以通过热量计直接测定
在反应前后，如果环境的温度没有变化，则放出的热量就会使体系的温度升高，这时可以根据测得的体系温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热
中和反应反应热的测定实验
为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？
一，隔热层杯盖等的使用，是为了减少热量散失，降低实验误差
二，要使用同一只温度计，避免仪器误差。注意测定一种溶液后，必须用水冲洗干净，并用滤纸擦干
三，使用不同的量筒分别量取酸碱溶液
四，正确读取体积和温度，多次实验求平均值时，若有某一组的实验室具有明显偏差，应直接舍弃
五，操作时动作要快，尽量减少热量的散失
六，为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的氢氧化钠溶液
中和热概念
中和热：大量实验测得在25摄氏度和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量
（1）对同一反应来说，中和反应的反应热大小与酸碱溶液的用量有关
（2）而中和热是指生成1mol液态水时的反应热，故酸碱溶液的用量对中和反应反应热的测定结果没有影响
中和热易错点
（1）酸碱溶液中若有浓溶液，生成1mol液态水时，放出的热量大于57.3kJ
（2）酸碱中若有弱酸或弱碱，电离需要吸热生成1mol液态水时，反应放出的热量小于57.3kJ
（3）若酸与碱反应生成1mol液态水的同时还有沉淀生成，则反应放出的热量大于57.3kJ
反应热与焓变
化学反应体系与环境进行能量交换，可以以热和功两种形式呈现。
热化学方程式
概念：能表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式
意义：这化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，而说明的物质的量与能量之间的关系
物质所具有的能量与他们的聚集状态有关，即化学反应放出热量的多少与反应物产物的状态有关
书写热化学方程式的注意事项
需注明反应条件：反应热与测定条件有关（温度、压强等）
需注明反应物和生成物的聚集状态。 因为物质的聚集状态不同时，它们所具有的内能、焓也经不同。常用s、l、 g、 aq分别表示固体、液体、气体、水溶液
热化学方程式，一般不标注⬆️、⬇️以及“点燃”“加热”等反应条件
注意符号单位：ΔH 应包括“+”或“—”、数字和单位kJ/mol
注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数，且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍则ΔＨ也要加倍
若正反应为放热反应（ΔH<0），则逆反应为吸热反应（ΔH>0)
注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化
燃烧热
燃烧热的概念：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧深成指定产物时所放出的热量，燃烧热的单位是kJ/mol
燃烧热的意义：甲烷的燃烧热为ΔH=-890.31kJ/mol，它表示25℃、101kPa时，1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出的890.31kJ的热量
燃烧热注意事项
反应条件：25摄氏度和101kPa
物质的燃烧热要求的是纯物质，且物质的量必须为1mol
“完全燃烧生成指定产物”是指单质或化合物燃烧后，变成最稳定的物质。
生成的水为液态不能是气态。C➡️CO不是完全燃烧；而硫➡️三氧化硫，三氧化流不是燃烧产物
文字叙述燃烧热时用正值，但用ΔH表示时必须注明符号
反应热的计算
盖斯定律
内容：一个化学反应，不管是一步完成，还是分几步完成，其反应热，是相同的
（1）化学反应的反应热，只与反应体系的始态、终态有关，与反应进行的途径无关
（2）反应热总值一定，如图表示从始态到终态的反应热
则ΔH= ΔH1+ ΔH2= ΔH3+ ΔH4+ ΔH5
盖斯定律的意义：有些反应进行的很慢、有些反应不容易直接发生、有些反应的生成物不纯（往往有副反应发生），这给直接测量反应热造成了困难。利用盖斯定律可以间接地把他们的反应热计算出来
化学反应速率
概念：化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示
数学表达式：v=ΔC/Δt
单位：mol/L/s
注意
（1）化学反应速率是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率
（2）无论是用反应物还是用生成物表示均取正值
（3）不用纯液体或固体来表示，化学反应速率为固体和纯液体的浓度可以可以看作是一个常数
化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同
对于反应mA(g)+nB(g)==pC(g)+qD(g)，当单位相同时，其化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
反应速率计算：三段式法
对于比较复杂的化学反应速率计算，常采用“三段式法”进行计算
子主题
计算中注意以下量的关系
1️⃣对反应物：c（起始）-c（转化）=c（某时刻）
2️⃣对生成物：c（起始）+c（转化）=c（某时刻）
化学反应速率的测定
化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以在测定化学反应速率时，任何一种与物质浓度（或质量）有关的可观测量都可以加以利用
可用于测定化学反应速率的物质的性质：只要该物质的性质容易测定皆与化学反应速率成正比或反比，则均可用于测定化学反应速率，如气体体，积体系压强，颜色的深浅，光的吸收，导电能力等性质都可以用于测定化学反应速率
影响化学反应速率的因素
内因：参加反应物质的结构（化学性质，化学键强弱等），此为影响速率的主要因素
外因
浓度
对于纯固体或纯液体的反应物改变，它们的量不会改变化学反应速率，但固体反应物与溶液或气体接触的表面积越大，反应速率越大
有气体参加或溶液中发生的反应，增大浓度，化学反应速率加快，减小浓度，化学反应速率减慢
压强对于化学反应速率的影响（改变压强是通过改变体积实现的）
1️⃣对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对反应速率几乎没有影响
2️⃣恒温恒容时充入无关气体，容器中压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变
3️⃣恒温恒压时充入无关气体，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢
温度：升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率都增大；降低温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率都减小
催化剂：催化剂是能改变化学反应速率，但在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使是催化剂再生产的反应。催化剂通过参与反应改变反应历程，改变反应的活化能来改变反应速率
化学反应历程
研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现
每一步反应称为基元反应，多个先后进行的基元反应反映了该反应的反应历程
碰撞理论的中心内容（有效碰撞模型与化学反应速率的关系）
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比，但并不是每次碰撞功能引起反应，能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞，单位时间内有效碰撞的次数越多，则反应速率越大
能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有比普通分子更高的能量
活化能：活化能是活化分子平均能量与普通反应物的分子平均能量的差值
分子间的自由碰撞必然会有不同的碰撞取向。有效的分子碰撞，分子除了要有足够的能量，还要有合适的碰撞取向。结论就是活化分子按照合适的取向所发生的有效碰撞才能发生化学反应
