热化学·平衡·速率
Energetics & EquilibriaCambridge International
反应
能量与速度
放热/吸热
Hess 定律
可逆反应
Le Chatelier
碰撞理论
影响速率的因素
💡 核心：焓变研究反应的能量，平衡研究反应的方向，速率研究反应的快慢。
放热 vs 吸热
ΔH 负（放热）
产物能量低于反应物
例：燃烧、中和
ΔH 正（吸热）
产物能量高于反应物
例：热分解、光合
💡 Hess 定律：反应总焓变与路径无关。可用来从已知反应计算无法直接测量的焓变。Born-Haber 循环是 Hess 定律的应用。
可逆反应
的动态平衡
正向速率=逆向速率
浓度不再变化（但反应仍在进行）
动态而非静止
浓度↑→正向移动
温度↑→吸热方向
压力↑→气体摩尔少的方向
催化剂不影响平衡位置
💡 Kc：平衡常数。Kc>1 反应偏向产物，Kc<1 偏向反应物。只有温度改变 Kc。
反应
多快？
反应需要粒子碰撞
且要有足够能量（≥ Ea 活化能）
且要有正确取向
温度↑→更多粒子超 Ea
浓度↑→碰撞频率↑
表面积↑→接触面↑
催化剂→降低 Ea
💡 催化剂降低活化能但不被消耗，不改变 ΔH，不改变平衡位置——只让反应更快达到平衡。
电子的
转移
单质=0
化合物中 H=+1, O=-2
氧化=失电子(氧化数↑)
还原=得电子(氧化数↓)
氧化剂：被还原（得电子）
还原剂：被氧化（失电子）
歧化：同一元素同时被氧化和还原
💡 记口诀：LEO says GER（Lose Electrons=Oxidation, Gain Electrons=Reduction）。
Exo vs Endo
dH<0, products lower energy. e.g. combustion
dH>0, products higher energy. e.g. thermal decomposition
Hess law: dH independent of path. dH = bonds broken - bonds formed.
用键能
算焓变
dH = Sum(键能断裂) - Sum(键能形成)
断键吸热（+），成键放热（-）
需要查键能数据表
H-H: 436 kJ/mol
Cl-Cl: 242 kJ/mol
H-Cl: 431 kJ/mol
dH = (436+242) - 2x431
= 678 - 862 = -184 kJ
放热！
💡 注意：键能法是估算（平均键能≠实际分子中的键能）。更准确的方法用标准生成焓（Hess定律）。
平衡
怎么移动
浓度↑(反应物)→正向移动
压力↑→向摩尔少的方向(4mol->2mol)→正向
温度↓→向放热方向→正向
催化剂→不影响平衡位置(只加快达到)
Kc = [NH3]^2 / ([N2][H2]^3)
温度降→Kc增大(放热反应)
浓度/压力变化→不改变Kc→只是位置移动
→ Haber法：高压+适当低温+Fe催化剂
💡 CIE必考：① 判断平衡移动方向；② 解释工业条件的选择（Haber法/接触法）；③ Kc表达式和计算。
碰撞理论
反应为什么发生
1. 必须碰撞
2. 能量>Ea(活化能)
3. 正确取向
三条都满足才反应
T升高→更多分子超过Ea
分子运动更快→碰撞频率↑
两条都使速率↑
但能量分布的变化是主因
降低Ea→更多碰撞超过新的(更低)Ea
提供替代反应路径
不改变dH/平衡位置
不参与最终产物
💡 麦克斯韦-玻尔兹曼分布：温度↑→曲线右移+变矮→超过Ea的面积增大→速率加快。这是A2必考的能量分布图。
用键能
算焓变
dH = Sum(键能断裂) - Sum(键能形成)
断键吸热（+），成键放热（-）
需要查键能数据表
H-H: 436 kJ/mol
Cl-Cl: 242 kJ/mol
H-Cl: 431 kJ/mol
dH = (436+242) - 2x431
= 678 - 862 = -184 kJ
放热！
💡 注意：键能法是估算（平均键能≠实际分子中的键能）。更准确的方法用标准生成焓（Hess定律）。
平衡
怎么移动
浓度↑(反应物)→正向移动
压力↑→向摩尔少的方向(4mol->2mol)→正向
温度↓→向放热方向→正向
催化剂→不影响平衡位置(只加快达到)
Kc = [NH3]^2 / ([N2][H2]^3)
温度降→Kc增大(放热反应)
浓度/压力变化→不改变Kc→只是位置移动
→ Haber法：高压+适当低温+Fe催化剂
💡 CIE必考：① 判断平衡移动方向；② 解释工业条件的选择（Haber法/接触法）；③ Kc表达式和计算。
碰撞理论
反应为什么发生
1. 必须碰撞
2. 能量>Ea(活化能)
3. 正确取向
三条都满足才反应
T升高→更多分子超过Ea
分子运动更快→碰撞频率↑
两条都使速率↑
但能量分布的变化是主因
降低Ea→更多碰撞超过新的(更低)Ea
提供替代反应路径
不改变dH/平衡位置
不参与最终产物
💡 麦克斯韦-玻尔兹曼分布：温度↑→曲线右移+变矮→超过Ea的面积增大→速率加快。这是A2必考的能量分布图。
Exo vs Endo
dH<0, products lower energy. e.g. combustion
dH>0, products higher energy. e.g. thermal decomposition
Hess law: dH independent of path. dH = bonds broken - bonds formed.
热化学·平衡·速率
完成！
焓变讲能量、平衡讲方向、速率讲快慢——化学反应的三个维度。
Cambridge AS & A Level Chemistry Coursebook · CIE 9701