反应中的热交换
- 发生化学反应,使元素能达到更多稳定能态通过获得完整的外层电子
- 这是通过化学键来完成的(我们已经见过离子键和共价键)旧债券是坏了,而且新债券是形成
- 这个过程涉及到转移能源进入和离开反应混合物
- 用来描述这种情况的术语是系统(发生了什么化学反应)和周围的环境
- 能量来自化学键它们本身可以被认为是化学能量的微小存储
- 在大多数反应中,能量的形式是热能量,虽然有时会产生其他类型的能量,如光或声音
考试技巧
物理过程也包括热交换。例如涉及状态变化的冻结或融化。
放热反应
- 在放热反应中,能量被释放到周围环境,所以周围环境的温度升高
- 燃烧、氧化和中和反应是典型的放热反应
- 在冬季使用的暖手器是基于放热反应释放的热量
- 自动加热的食品和饮料罐,如咖啡和热巧克力,也利用容器底部的放热反应
显示热能从放热反应向外传递的图表
吸热反应
- 在吸热反应中,能量从周围环境中吸收,因此周围环境的温度降低
- 这些类型的反应比放热反应要少见得多
- 电解、热分解反应、光合作用的第一阶段以及柠檬酸和碳酸氢钠之间的反应都是典型的吸热反应
- 运动损伤的治疗通常使用基于吸热反应的冷敷,将热量从最近受伤的区域带走,以防止肿胀
显示热能从周围环境转移到吸热反应的图表
放热反应和吸热反应
- 热含量的变化可以确定和测量用温度计
- 请注意,总能量量不随能量变化而变化守恒的在反应
- 这意味着不可能创建或摧毁了但它可以是转移
- 所以,如果能量在化学反应中转移到周围环境,那么形成的产物一定是更少的能量比转移的反应物多出相同的量
- 下面是反应中热量变化的一些例子
- 中和反应:
- 这些总能提供能量出
- 位移反应:
- 它们要么消耗能量在或者给它出
- 燃烧反应:
- 这些总能提供能量出
- 中和反应:
- 总而言之:
- 在放热反应中,周围环境的温度升高,系统的热含量下降
- 在吸热反应中,周围环境的温度下降,系统的热含量增加
考试技巧
给出涉及温度变化的实验结果,你可能会被要求推断反应是放热的还是吸热的。这可能是一个你不熟悉的反应或实验,但原理仍然是一样的。利用周围环境的温度变化来判断它是放热的还是吸热的。