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熱化學方程式 |
熱化學方程式(thermochemical equation)是用以表示化學反應中的能量變化和物質變化。
簡介
書寫和應用熱化學方程式時必須注意以下幾點:
(1)反應熱與溫度和壓強等測定條件有關,所以書寫時指明反應時的溫度和壓強,若是標準狀態下,即溫度為25℃(298.15K)、氣壓為101kPa時,可以不註明。
(2)各物質化學式右側用圓括弧()表明物質的聚集狀態。可以用g、l、s分別代表氣態、液態、固態。固體有不同晶態(同素異形體)時,還需將晶態(形)註明,例如S(斜方),S(單斜);C(石墨),C(金剛石)等。溶液中的反應物質,則須註明其濃度,以aq代表水溶液,(aq,∞) 代表無限稀釋水溶液。
(3)熱化學方程式中化學計量數隻表示該物質的物質的量,不表示物質分子個數或原子個數,因此,它可以是整數,也可以是分數。
(4)△H只能寫在化學方程式的右邊,若為放熱反應,則△H為"-";若為吸熱反應,則△H為"+"。其單位一般為kJ/mol,有時也用J/mol。
(5)熱化學方程式是表示反應已完成的數量。由於△H與反應完成物質的量有關,所以方程式中化學式前面的化學計量數必須與△H相對應,當反應逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數值相等,符號相反。
(6)不標註氣體上升符號和沉澱符號,即"↑"或"↓"。
(7)熱化學方程式無需書寫如△(加熱)和催化劑的反應條件。
(8)即使是有機熱化學方程式或可逆反應也用等號"=",不用箭頭和可逆符號"→","⇌"。
(9)反應熱可分為多種,如燃燒熱、中和熱、溶解熱等,在25℃,100kPa時,(舊的標準態壓力為1 atm=101 kPa,即1標準大氣壓,新的標準態壓力改為1 bar=100 kPa。北京大學出版社,《普通化學原理(第四版)》85頁註解1)1 mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱.單位為kJ/mol
(10)在稀溶液中,酸跟鹼發生中和反應生成1mol水時的反應熱叫中和熱。書寫中和熱的化學方程式應以生成1mol水為基準。
(11)同一化學反應,隨着化學計量數改變△H的值而改變。若化學計量數相同,當反應物、生成物狀態不同時,△H的值也不同。
(12)△rHm的意義是在標準狀態下,下標r表示反應(reaction),m反應進度為ε=1mol,上標Θ表示標準狀態
(13),在SI單位制中,標準壓力應為101.3kPa,但是這個數字使用不太方便,國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)建議以1x10Pa作為氣態物質的熱力學標誌狀態,符號為p,若壓力不為p,反應焓變符號為△rHm。
(14)中學化學課本將△rHm和△rHm簡寫成△H,但實際上這二者是有所區別的。△H代表的是一個過程的焓變,兩種符號的意義不同,單位為kJ或J,二者的關係是:
對於,△rHm和△rHm的數值和方程的計量關,但某一具體的過程的焓變△H的數值與計量方程無關,這一點需要和中學化學區分開來。
評價
1840年俄國的化學家赫斯(Hess)在總結大量實驗事實(熱化學實驗數據)的基礎上提出:"定壓或定容條件下的任意化學反應,在不做其它功時,不論是一步完成的還是幾步完成的,其熱效應總是相同的(反應熱的總值相等)。赫斯定律的建立,使得熱化學方程式可以向普通代數方程式一樣進行計算,有很大的實用性。可以從已知的反應熱數據,經過加減運算得到難以通過實驗測定的反應熱數據。使用時應注意聚集狀態和反應條件是否不同。[1]