化學反應的熱效應
熱效應概述:指物質系統在物理的或化學的等溫過程中只做膨脹功的時所吸收或放出的熱量。
1、化學反應的反應熱
1反應熱的概念:
當化學反應在一定的溫度下進行時,反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應,簡稱反應熱。用符號Q表示。
2反應熱與吸熱反應、放熱反應的關係。
Q>0時,反應為吸熱反應;Q<0時,反應為放熱反應。
3反應熱的測定
測定反應熱的儀器為量熱計,可測出反應前後溶液溫度的變化,根據體系的熱容可計算出反應熱,計算公式如下:
Q=-CT2-T1
式中C表示體系的熱容,T1、T2分別表示反應前和反應後體系的溫度。實驗室經常測定中和反應的反應熱。
2、化學反應的焓變
1反應焓變
物質所具有的能量是物質固有的性質,可以用稱為“焓”的物理量來描述,符號為H,單位為kJ·mol-1。
反應產物的總焓與反應物的總焓之差稱為反應焓變,用ΔH表示。
2反應焓變ΔH與反應熱Q的關係。
對於等壓條件下進行的化學反應,若反應中物質的能量變化全部轉化為熱能,則該反應的反應熱等於反應焓變,其數學表示式為:Qp=ΔH=H反應產物-H反應物。
3反應焓變與吸熱反應,放熱反應的關係:
ΔH>0,反應吸收能量,為吸熱反應。
ΔH<0,反應釋放能量,為放熱反應。
4反應焓變與熱化學方程式:
把一個化學反應中物質的變化和反應焓變同時表示出來的化學方程式稱為熱化學方程式,如:H2g+O2g=H2Ol;ΔH298K=-285.8kJ·mol-1
書寫熱化學方程式應注意以下幾點:
①化學式後面要註明物質的聚集狀態:固態s、液態l、氣態g、溶液aq。
②化學方程式後面寫上反應焓變ΔH,ΔH的單位是J·mol-1或kJ·mol-1,且ΔH後註明反應溫度。
③熱化學方程式中物質的係數加倍,ΔH的數值也相應加倍。
3、反應焓變的計算
1蓋斯定律
對於一個化學反應,無論是一步完成,還是分幾步完成,其反應焓變一樣,這一規律稱為蓋斯定律。
2利用蓋斯定律進行反應焓變的計算。
常見題型是給出幾個熱化學方程式,合併出題目所求的熱化學方程式,根據蓋斯定律可知,該方程式的ΔH為上述各熱化學方程式的ΔH的代數和。
3根據標準摩爾生成焓,ΔfHmθ計算反應焓變ΔH。
對任意反應:aA+bB=cC+dD
ΔH=[cΔfHmθC+dΔfHmθD]-[aΔfHmθA+bΔfHmθB]