最后更新: 2025-10-28 11:28 查看: 43 次反馈能力测评会员8.2元/月赞助

化学的热反应与能量变化

化学反应的本质是化学键的断裂和形成。断裂原有的化学键需要吸收能量，生成新的化学键会释放能量，因此，化学反应都会伴随着能量变化。通过化学反应，不仅可以创造出新的物质，还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间的转化。其中，化学能与热能之间的转化是化学反应能量变化中最常见的一种。在本章中，我们将学习化学反应中能量变化的本质、反应热的表示方法以及反应热的有效利用等，从而认识化学在提高能源利用率、促进社会可持续发展等方面起着至关重要的作用。

## 化学反应与能量变化
世界是物质的，物质是运动的，化学变化是物质运动的一种形式。物质在运动变化过程中会伴随着能量的变化，化学变化过程也伴随着能量的变化。我们将通过学习物质的内能来认识化学反应中能量变化的本质。
### 系统的内能
在自然科学研究中，被研究的对象称为系统。系统以外的，与系统相关的其他部分称为环境。例如，研究水的蒸发，水和水蒸气就是系统，周边的其他部分是环境。研究盐酸与氢氧化钠溶液的反应，溶液就是系统，而盛溶液的烧杯和溶液周围的空气等便是环境。系统与环境可以根据需要来划分，有一定的人为性。
内能是系统内物质各种能量的总和，用符号U表示。当系统处于一定状态时，系统就具有确定的内能，当温度、压强、物质的聚集状态等发生改变，内能也随之改变 （图1.1）

![图片](/uploads/2025-10/fdef58.jpg){WIDTH=500PX}

> 热与功 系统与环境之间由于温度差交换或传递的能量称为热，用符号Q表示。除热以外，其他各种形式传递的能量都称为功，用符号W表示。系统因体积变化所做的功称为体积功，除体积功以外，其他的功如电功、机械功、光能等都称为非体积功，或称其他功

由于物质内部微观粒子运动及相互作用很复杂，系统内能的绝对值无法直接获得，但内能的变化可以体现在状态变化的过程中。具体来说，可以是物质温度、聚集状态
变化前后系统内能的变化，也可以是反应物转化为生成物的过程中系统内能的变化。系统内能的变化用符号ΔU来 表示。

几乎所有化学反应的发生，都伴随着能量的变化，能量通过功和热这两种形式在系统与环境之间实现转化或传递。我们可以通过测定系统变化过程中的功和热得到系统内能的变化量。

> 热容和比热容 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，一定量物质吸收热量，温度每升高1 K时所吸收的热量称为该物质的热容，用符号C表示，单位是J · K—1。 单位质量物质的热容称为该物质的比热容

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