化学键断裂需要的能量来自哪里?
如果说是来源与分子自身的能量又是指什么能量?比如铝与盐酸的反应,为什么不需要加热就能进行?而有些却需要加热火点燃或者高温,如碳酸钙分解为氧化钙,请从这两个反应进行分析来说...
如果说是来源与分子自身的能量又是指什么能量?比如铝与盐酸的反应,为什么不需要加热就能进行?而有些却需要加热火点燃或者高温,如碳酸钙分解为氧化钙,请从这两个反应进行分析来说明,越具体越好
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3个回答
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如果你接触过大学化学知识,你可以很容易地用Gibbs自由能和熵增、熵减反应知识理解这些(这些应该是基本功);如果你还在中学阶段,我就尝试用下面的方式说明吧:
对于一定量的宏观物质,其平均动能是一个定值,它与温度的关系是状态函数;也就是说,只要温度是一个定值,宏观分子平均动能也是一个定值(高一内容)。然而尽管平均值是定值,但分到每一个微观分子上,动能就不同了——就比如有人高有人矮,而世界上的身高平均值基本上是定值。所谓相对的微观分子的动能分布,是一种正态分布(这是高等数学范畴,我不太了解),总之就是理论上,在宏观上分子平均动能周围的微观分子的动能(有点拗口啊,我语文不好)最多,而大于(或小于)宏观上分子平均动能的微观分子动能,偏离该值越大,分子越少;
即理论上微观分子动能在(0,+∞)中都是有的,只是能量越大或越小其分子数越小。总是有几个分子能量大得惊人。
这是统计意义上的数据,否则什么“分子人”早就消失得一干二净了。但就暂且接受吧。
既然有几个分子能量大得惊人,所以总有几个分子可以进行反应,就是有些反应进行程度趋近100%(你也需要知道有极个别分子能量太低导致那些分子不能反应,所以100%的反应式不存在的),有些反应是30%;有些就只有1e-30,比如氢氧化铁在水中溶解程度一样(严格地来说这个例子不好)。
分子的动能分布好像是波尔兹曼提出的,具体的你可以看看那些资料。
有了以上的准备,我觉得我可以简单解释上面的反应:
假设以上两个反应温度越高,反应正向进行程度越大,那么前者大部分分子动能都大于反应的活化能,那么常温当然可以进行反应;然而后者大部分分子动能都小于反应活化能,只有负几十个数量级的摩尔数分子可以反应,那么我们可以认为反应不进行,但温度升高,平均动能升高,越来越多可爱的分子们变得活泼了,它们渐渐地才开始反应。
我不知道我这些能不能解决问题,毕竟我也只是个高中生,更详细的和准确的,你还要看看别人的回答,特别是化学系的大学生。我有可能会误人子弟。还有,要彻底了解这些问题,你可能还要看关于熵的问题。两者都是熵增反应,都是反应体系越热,正向反应越彻底。关于这些我并非完全不了解吧,但是了解得不深。
对于一定量的宏观物质,其平均动能是一个定值,它与温度的关系是状态函数;也就是说,只要温度是一个定值,宏观分子平均动能也是一个定值(高一内容)。然而尽管平均值是定值,但分到每一个微观分子上,动能就不同了——就比如有人高有人矮,而世界上的身高平均值基本上是定值。所谓相对的微观分子的动能分布,是一种正态分布(这是高等数学范畴,我不太了解),总之就是理论上,在宏观上分子平均动能周围的微观分子的动能(有点拗口啊,我语文不好)最多,而大于(或小于)宏观上分子平均动能的微观分子动能,偏离该值越大,分子越少;
即理论上微观分子动能在(0,+∞)中都是有的,只是能量越大或越小其分子数越小。总是有几个分子能量大得惊人。
这是统计意义上的数据,否则什么“分子人”早就消失得一干二净了。但就暂且接受吧。
既然有几个分子能量大得惊人,所以总有几个分子可以进行反应,就是有些反应进行程度趋近100%(你也需要知道有极个别分子能量太低导致那些分子不能反应,所以100%的反应式不存在的),有些反应是30%;有些就只有1e-30,比如氢氧化铁在水中溶解程度一样(严格地来说这个例子不好)。
分子的动能分布好像是波尔兹曼提出的,具体的你可以看看那些资料。
有了以上的准备,我觉得我可以简单解释上面的反应:
假设以上两个反应温度越高,反应正向进行程度越大,那么前者大部分分子动能都大于反应的活化能,那么常温当然可以进行反应;然而后者大部分分子动能都小于反应活化能,只有负几十个数量级的摩尔数分子可以反应,那么我们可以认为反应不进行,但温度升高,平均动能升高,越来越多可爱的分子们变得活泼了,它们渐渐地才开始反应。
我不知道我这些能不能解决问题,毕竟我也只是个高中生,更详细的和准确的,你还要看看别人的回答,特别是化学系的大学生。我有可能会误人子弟。还有,要彻底了解这些问题,你可能还要看关于熵的问题。两者都是熵增反应,都是反应体系越热,正向反应越彻底。关于这些我并非完全不了解吧,但是了解得不深。
追问
一个高中生回答这些很不容易了,非常感谢,不过我很好奇,你们老师是如何讲解化学能与热能这一节的知识的呢?你们又是如何理解化学键与化学反应能量的变化关系的?
追答
呃……这种绝对是死记的……就比如为什么CaO和CO2反应温度越高越是难以反应,为什么这个时候一定是碳氧键断裂;或者一些放热反应为何还要加热才能反应,而不是像中和反应那样自发反应(比如铝热反应,高二会学到),这些都不太可能用高中知识解释。我本身是学竞赛的,所以老师说的也就是大学热力学知识。
参考资料: 推荐一下吧,《普通化学原理》。
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难道不是电子跳跃到别的轨道时产生或者吸取的?
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外界提供呀
当外界能量能够使其发生反应,即不加条件了;
如果不行就有加热等条件使之反应
当外界能量能够使其发生反应,即不加条件了;
如果不行就有加热等条件使之反应
追问
什么是外界条件能够使其反应?我要解释的对象是高一学生,这样回答会让人感觉很抽象很不负责任,不过还是辛苦您了,谢谢!
追答
温度
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