化学自习室移动版

　　能量的观点贯穿在化学学习的始终，在后续的学习中，经常要用能量的观点来分析和解决有关问题。能量也是化学联系物理和生物的纽带之一，有必要深化对能量观点的认识。
　　一. 课本知识体系
　　1. 概念系统
　　（1）化学反应
　　放热反应：反应物总能量>生成物总能量
　　吸热反应：反应物总能量<生成物总能量
　　（2）燃料充分燃烧条件
　　足够多的空气
　　与空气有足够大的接触面积
　　2. 基本规律
　　（1）一个反应是吸热还是放热，只与反应物和生成物及其状态有关，与反应途径无关。
　　（2）物质的颗粒越小，其表面积越大，与空气接触越充分。
　　（3）考虑燃料充分燃烧条件时，必须全面地加以分析，要考虑环境效益、经济效益等诸多因素。例如，增加空气进入量会促进充分燃烧，但也可能造成热量的大量流失。
　　二. 对能量规律的深入认识
　　1. 能量与元素的金属性和非金属性
　　原子在失去电子形成阳离子或得到电子形成阴离子的过程中，失去电子（即电离为气态阳离子）时总是要吸收能量，失去电子数越多，吸收的能量就越多。如果金属原子失去相同数目的电子时所吸收的能量越少，其金属性就越强；反之越弱。非金属原子在结合一个电子时要放出能量，在结合一个电子后，若要结合第二个电子，则要吸收能量。如果非金属原子结合相同数目的电子时所放出的能量越大，则非金属性就越强；反之越弱。
　　2. 能量与化学键
　　在化学键的形成和破坏过程中，成键要放出热量，断键要吸收热量，并且吸收和放出的热量相等（对同一化学键）。键能越大，断键所消耗的热量或成键所放出的热量越多。因此，物质间通过化学反应形成新物质时，总是伴随着热量的变化，其反应热效应的正负和大小，与反应物断键所吸收的热量和生成物成键所放出热量的多少有关。
　　如果吸收的热量大于放出的热量，总结果表现为吸热，这类反应就叫吸热反应；如果吸收的热量小于放出的热量，总结果表现为放热，这类反应就叫放热反应。
　　3. 能量与化学反应的自发性
　　对放热反应而言，它是由高能量的状态走向低能量状态，因此这类反应一旦启动起来，便可以自发地进行下去，如可燃物的燃烧。对吸热反应而言，它是由低能量状态走向高能量状态，因此对这类反应，需要持续提供能量，否则反应马上停止，如煅烧石灰石。该类反应类似于水从低处流向高处，需要外界持续的动力。需要说明的是氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应，但在常温下可自发进行，它吸收的是周围环境（如空气）中的能量。
　　4. 能量与物质溶解的热效应
　　在非电解质的溶解过程中，溶质分子将克服分子间的相互作用力扩散到溶剂中（即扩散过程），溶剂分子将与溶质分子相互作用（即溶剂化过程，一般是水作溶剂，故叫水合过程）。扩散过程要吸收热量，水合过程要放出热量。如果扩散过程所吸收的热量小于水合过程所放出的热量，整个溶解过程表现为放热，反之则为吸热。大多数物质的溶解过程表现为放热。对于电解质的溶解过程，除有扩散和水合作用外，还有电离过程。由于电离会使原有的化学键遭到断裂，需要消耗外来能量，故电离总是要吸收热量的。对于能水解的盐，溶解后还会发生盐中弱酸根阴离子或弱碱阳离子的水解，水解过程是要吸收热量的。对于晶体从溶液中析出的结晶过程，由于形成规则的晶体结构，体系能量会降低，故结晶时要放出热量。
　　5. 能量与物质聚集状态的变化
　　由分子形成的物质，聚集状态的变化将使分子间的作用力发生改变。如由固态变成液态，液态变成气态，分子间的作用力将逐渐减小。对于不是由分子形成的物质，聚集状态的变化将使化学键受到影响或破裂。因此，物质在发生聚集状态变化的过程中，液体的蒸发和固体的熔化总是要吸收热量的，而气体的冷凝和液体的凝结则要放出热量，而且相应的正逆过程中（如水在100℃时变成水蒸气和水蒸气凝结为液态水），吸取的热量和放出的热量是相等的。
　　6. 能量与物质的稳定性
　　能量越高物质越不稳定，物质倾向于以稳定状态存在。较活泼的金属和非金属元素，它们的原子是不稳定结构，能量高，而它们的离子结构稳定，能量低，所以这类元素在自然界中不能以游离态，只能以化合态形式存在。