化学自习室移动版

物质总能量即物质的内能(或热力学能)，是物质内各种形式能量的总和，包括分子动能、分子势能、分子内电子的动能和势能，原子核能等等，随着认识的深化，还在发现新能量形式，内能的绝对值难以确定；而键能是指在常温下(25℃ ) 基态化学键分解成气态原子所吸收的能量，或者气态原子形成基态化学键释放的能量，这是两个相反的过程，键能可通过实验与计算的方法得到．

这两种能量大小之间有什么关系? 

部分老师总结为:物质总能量越高，键能就越低．所依据理由大致有如下两个方面:

1． 物质的总能量越高，越不稳定，在化学反应中越活泼，越易断键，键能就越低．

2． 在计算反应热ΔH 时常采用两个公式:

ΔH = 生成物总能量 － 反应物总能量，ΔH = 反应物键能 － 生成物键能，

这两种方法计算的 ΔH 相等，若生成物总能量＞ 反应物总能量，则生成物键能 ＜ 反应物键能，反应物与生成物相比，总能量越高，键能就越低．

我认为理由 1 欠严谨，大量的惰性物质总能量也会很高，化学性质会活泼吗? 再者若只是核能高导致总能量高，而电子的动能与势能并不高，物质化学性质未必活泼．

理由 2 中用键能计算反应热仅是一种估算，特殊情况下，算出的ΔH 与真实的 ΔH正负都不同．

当然大多数情况，键能计算的 ΔH 与真实的 ΔH 接近，但不能随意延伸，如，有的教师延伸出:已知 1 mol NH₃键能＞ 1 mol H₂O 键能，则相同 条件下，1 mol NH₃总能量 ＜ 1mol H₂O 总能量，这个结论就更值得商榷．

试问:

1 mol C₁₀H₂₂键能必定大于 1 mol CH₄，但是总能量谁大呢? 单从核能角度 C₁₀H₂₂也大于 CH₄．

判断物质间总能量的大小，通常是通过一个变化过程来进行，若该变化是放热过程，则反应物总能量大于生成物总能量，若为吸热过程则反之．

例如，H₂(g) ＋ Cl₂(g) = 2 mol HCl(g) ΔH ＜ 0

总能量:1 mol H₂(g) ＋ 1 mol Cl₂(g) ＞ 2 mol HCl(g)，键能:1 mol H₂(g)＋ 1 mol Cl₂(g) ＜ 2 mol HCl(g)．

在中学的变化过程中元素质量是守恒的，用于比较总能量的物质之间元素种类和质量应当守恒．

我认为在中学阶段可以这样表述:对组成元素种类和质量相同的物质，一般总能量越高，键能越低． 如，1 mol H₂(g) 与 1 mol Cl₂(g) 混合物与 2 mol HCl( g) 的比较就符合这个结论． 虽然 1 mol NH₃与 1 mol H₂O的键能可以进行比较，但因为元素种类不同，通常无法直接比较两者总能量大小．

为何要加“一般”二字呢，因为这个表述也有反例，例如，总能量 1 mol H₂O( g) 大于1 mol H₂O( L) ，但这两者键能却是相等的，因为液态水变成气态水吸收的能量不应属于键能．

再举一反例:H₂(g) ＋ I₂(g) = 2 mol HI(g) ΔH ＜ 0，而H₂(g)＋ I₂(s) = 2 mol HI(g) ΔH ＞ 0． 查阅资料显示，键能:1 mol H₂(g) ＋ 1mol I₂(g) ＜ 2 mol HI(g)，但总能量的大小却因为 I₂的状态不同而不同． 根本原因是当物质种类和质量一旦确定，键能就确定了，不因温度、状态改变而改变；但总能量会因为温度、状态等不同而不同，所以总能量大小关系就难以确定．