从能量转化的角度解释 氢气还原四氧化三铁

铁和水在高温条件下反应 需要吸收能量氢气还原四氧化三铁也需要高温 也需要吸收能量这是为什么?另一个例子 碳酸钙高温分解 氧化钙遇水放热 符合能量守恒吧

  解决这看似矛盾的现象,首先要明确:化学反应是旧的化学键的断裂和新的化学键的合成。反应开始,旧键断裂,由稳定状态变为不稳定状态,需要能量,所以吸热;然后,新键合成释放出多余的能量,达到稳定,所以放热。最后反应结束。  你说的铁和水、氢气还原铁氧化物的这两个反应都要吸热,那是因为开始时都要破坏旧键,而这两个反应的旧键都很牢固,所以需要要大量的能量。就反应条件来说,都要吸热,都高温,一点没错。  乍一看不这两个互逆的反应不符合能量守恒,但是你看到的是表面现象,是反应的前一步。我们此时还没考虑新键合成阶段。新键合成是不需要条件的,当旧键断开后,新的化学键就自发地合成并且放出能量。这两个反应我忘了谁最终是吸热了,好像是铁和水这个。假如说是他,那么最终,铁和水反应新键合成放出的热量就要比开始外界条件施加的加热热量要少得多。而氢气的还原反应这个放热反应,其新键合成放出的热量就要比开始外界条件施加的加热热量要多得多。所以考究反应前后净热量变化,前者是热量减少的吸热反应,需要外界环境给它能量,并且无返还;而后者是热量增加的放热反应,虽然外界环境暂时给它热量,但是最后它不仅归还了这些热量,还加倍地补偿给了外界环境。所以还是符合能量守恒定律的。  而相比氧化钙溶于水的反应,我们为什么明显就知道这是放热呢?因为这个反应在室温条件下就能进行,少了个外界施加条件的因素。我们人体只需参照室温变化,手碰容器壁当然会感觉发烫喽。而那对互逆反应要在高温下进行,我们只知道都很烫罢了,最终温度变化哪里是人能感知的。这要通过专门的仪器测量了。
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第1个回答  2013-12-13
氧化还原反应,破坏一个稳定的化学键必然需要吸收能量,而在其中的反映过程中也有能量的释放。例如氧化钙和水的反映,也可以说是能量守恒的一种表现。不过是从一种能量转化成另一种能量罢了