第四章 化学反应过程的热效应
《化学反应的热效应》 讲义
《化学反应的热效应》讲义一、什么是化学反应的热效应在我们日常生活和化学研究中，经常会遇到各种化学反应。
而当这些化学反应发生时，往往伴随着能量的变化，这种能量变化在热力学中就被称为化学反应的热效应。
简单来说，化学反应的热效应就是指在化学反应过程中，由于反应物和生成物的能量不同，从而导致的体系与环境之间的能量交换。
这种能量交换通常以热的形式表现出来。
比如，当煤炭燃烧时，会释放出大量的热能，这就是一个明显的化学反应产生热效应的例子。
再比如，电池的放电过程，也是化学反应产生电能的过程，同时也伴随着热的产生。
为了更好地理解化学反应的热效应，我们需要先了解一些基本的概念。
二、相关基本概念1、体系与环境体系是我们研究的对象，而环境则是体系之外与体系有相互作用的部分。
根据体系与环境之间的物质和能量交换情况，体系可以分为敞开体系、封闭体系和孤立体系。
敞开体系：既可以有物质交换，又可以有能量交换。
封闭体系：只有能量交换，没有物质交换。
孤立体系：既没有物质交换，也没有能量交换。
在研究化学反应的热效应时，我们通常将反应体系看作是封闭体系。
2、内能内能是体系内部所有能量的总和，包括分子的动能、分子间的势能、化学键的能量等等。
内能是一个状态函数，只与体系的状态有关，而与变化的途径无关。
3、热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，其表达式为：ΔU ＝ Q ＋ W 。
其中，ΔU 表示体系内能的变化，Q 表示体系从环境吸收的热量，W 表示体系对环境所做的功。
当体系从环境吸收热量时，Q 为正值；当体系向环境放出热量时，Q 为负值。
当体系对环境做功时，W 为负值；当环境对体系做功时，W 为正值。
三、化学反应热效应的分类化学反应的热效应主要分为以下两种：1、恒容反应热在恒容条件下，体系的体积不变，此时反应的热效应称为恒容反应热（Qv）。
由于ΔV ＝ 0 ，所以 W ＝ 0 ，根据热力学第一定律，ΔU＝ Qv 。
这意味着恒容反应热等于体系内能的变化。
有关化学反应的热效应
有关化学反应的热效应化学反应的热效应指的是化学反应在过程中放出或吸收的热量。
化学反应热效应分为放热反应和吸热反应。
二、放热反应放热反应是指在化学反应过程中，系统向外界放出热量的现象。
常见的放热反应有：燃烧反应、金属与酸反应、金属与水反应、中和反应等。
三、吸热反应吸热反应是指在化学反应过程中，系统从外界吸收热量的现象。
常见的吸热反应有：分解反应、化合反应（如C和CO2）、置换反应（如C和H2O）等。
四、热效应的衡量化学反应的热效应通常用反应热（ΔH）来衡量，单位为焦耳（J）或卡路里（cal）。
反应热可以是正值也可以是负值，正值表示吸热，负值表示放热。
五、盖斯定律盖斯定律是化学热力学的基本定律之一，表述为：在恒压条件下，一个化学反应的反应热等于反应物和生成物的标准生成焓之差。
六、化学反应的热效应的应用化学反应的热效应在工业生产、能源转换、环境保护等方面具有重要意义。
例如，利用放热反应制造蒸汽驱动涡轮机发电，利用吸热反应进行制冷等。
化学反应的热效应是化学反应中的一种重要现象，反映了化学反应过程中能量的变化。
通过研究化学反应的热效应，我们可以更好地理解化学反应的本质，为实际应用提供理论依据。
习题及方法：1.习题：判断以下反应是放热反应还是吸热反应。
答案：燃烧反应、金属与酸反应、金属与水反应、中和反应均为放热反应；分解反应、化合反应（如C和CO2）、置换反应（如C和H2O）均为吸热反应。
2.习题：计算下列反应的反应热（ΔH）：H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l)；ΔH = -285.8 kJ/mol答案：根据反应物和生成物的标准生成焓，反应热为-285.8 kJ/mol。
3.习题：根据下列反应，判断哪个反应符合盖斯定律。
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)答案：第二个反应符合盖斯定律，因为它是第一个反应的逆反应，且在恒压条件下。
4.习题：解释为什么燃烧反应是放热反应。
化学反应的热效应
化学反应的热效应 热效应概述：指物质系统在物理的或化学的等温过程中只做膨胀功的时所吸收或放出的热量。
1、化学反应的反应热 (1)反应热的概念： 当化学反应在⼀定的温度下进⾏时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
⽤符号Q表⽰。
(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。
Q>0时，反应为吸热反应;Q<0时，反应为放热反应。
(3)反应热的测定 测定反应热的仪器为量热计，可测出反应前后溶液温度的变化，根据体系的热容可计算出反应热，计算公式如下： Q=-C(T2-T1) 式中C表⽰体系的热容，T1、T2分别表⽰反应前和反应后体系的温度。
实验室经常测定中和反应的反应热。
2、化学反应的焓变 (1)反应焓变 物质所具有的能量是物质固有的性质，可以⽤称为“焓”的物理量来描述，符号为H，单位为kJ·mol-1。
反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变，⽤ΔH表⽰。
(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。
对于等压条件下进⾏的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热等于反应焓变，其数学表达式为：Qp=ΔH=H(反应产物)-H(反应物)。
(3)反应焓变与吸热反应，放热反应的关系： ΔH>0，反应吸收能量，为吸热反应。
ΔH<0，反应释放能量，为放热反应。
(4)反应焓变与热化学⽅程式： 把⼀个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表⽰出来的化学⽅程式称为热化学⽅程式，如：H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1 书写热化学⽅程式应注意以下⼏点： ①化学式后⾯要注明物质的聚集状态：固态(s)、液态(l)、⽓态(g)、溶液(aq)。
②化学⽅程式后⾯写上反应焓变ΔH，ΔH的单位是J·mol-1或kJ·mol-1，且ΔH后注明反应温度。
③热化学⽅程式中物质的系数加倍，ΔH的数值也相应加倍。
化学反应的热效应
化学反应的热效应化学反应的热效应是指在化学反应过程中释放或吸收的热量。
它是研究化学反应的重要参数之一，对于了解反应的热力学特性以及工业生产和环境保护等方面具有重要意义。
本文将就化学反应的热效应进行探讨。
一、化学反应的热效应类型化学反应的热效应可以分为两种类型：放热反应和吸热反应。
1. 放热反应放热反应是指在反应中释放热量的化学反应。
放热反应常常伴随着能量的向周围环境传递，反应物的能量高于生成物的能量。
这种反应通常感觉到温度的升高，如燃烧反应。
例子：燃烧反应CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g) + 热量2. 吸热反应吸热反应是指在反应中吸收热量的化学反应。
吸热反应常常需要从周围环境吸收能量，反应物的能量低于生成物的能量。
这种反应通常感觉到温度的降低，如化学制冷反应。
例子：化学制冷反应NH₄NO₃(s) + H₂O(l) → NH₄⁺(aq) + NO₃⁻(aq) + 冷量二、热效应的测量方法热效应可以通过测量实验中的温度变化来进行研究。
实验中常用的测量方法有以下两种：1. 酒精灯法酒精灯法是一种常用的测量化学反应热效应的方法。
该方法的原理是将反应物放置于容器内，其上方放置一个温度计，并点燃酒精灯。
通过测量反应前后温度的变化，可以计算出反应的热效应。
2. 热流量计法热流量计法是一种更准确的测量热效应的方法。
该方法利用了热流量计的原理，测量反应过程中环境与反应体系之间的热交换。
通过记录热流量计的读数，可以得到反应的热效应。
三、热效应在实际应用中的意义热效应在实际生产和环境保护中具有重要的意义。
1. 工业生产热效应对于控制工业生产中的温度变化非常重要。
在一些工业生产过程中，通过控制反应的热效应，可以实现反应的高效进行。
例如，在石油精炼过程中，合理调节反应的热效应可以提高产物的纯度和质量。
2. 环境保护化学反应的热效应也与环境保护密切相关。
一些放热反应可能导致环境温度的升高，而吸热反应则可能导致局部温度的降低。
《化学反应中的热效应》 讲义
《化学反应中的热效应》讲义在我们的日常生活和工业生产中，化学反应无处不在。
而化学反应中的热效应，是一个非常重要的概念，它与我们的生活、生产息息相关。
首先，咱们来了解一下什么是化学反应中的热效应。
简单说，热效应就是在化学反应过程中，由于反应物和生成物的能量不同，从而导致体系吸收或放出热量的现象。
从能量的角度来看，化学反应可以分为吸热反应和放热反应两大类。
吸热反应是指反应过程中需要从外界吸收热量才能进行的反应，比如碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳的反应。
而放热反应则是在反应过程中会向外界释放出热量，像燃烧煤炭、氢气与氧气反应生成水等都是典型的放热反应。
那为什么会有吸热和放热之分呢？这就得深入到化学物质的内部结构和化学键的变化来解释了。
在化学反应中，旧的化学键断裂，新的化学键形成。
当旧键断裂时需要吸收能量，新键形成时会释放能量。
如果吸收的能量大于释放的能量，就是吸热反应；反之，如果释放的能量大于吸收的能量，那就是放热反应。
咱们来具体看看一些常见的吸热反应和放热反应。
先说说吸热反应，氯化铵和氢氧化钡晶体的反应就是一个很典型的例子。
将它们混合搅拌，能明显感觉到容器外壁变凉，这就是因为这个反应吸收了热量。
还有碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，也是吸热反应。
再来说说放热反应。
大家都知道燃烧反应基本都是放热的，像甲烷的燃烧，生成二氧化碳和水的同时放出大量的热。
还有酸碱中和反应，比如盐酸和氢氧化钠的反应，会迅速放出热量。
化学反应中的热效应在实际生活中有很多重要的应用。
比如在冬天，我们使用的暖手宝，里面通常是一些发生放热反应的化学物质，通过化学反应放出的热量来给我们的手保暖。
在工业生产中，利用化学反应的热效应来提供能量或者控制反应条件也是非常常见的。
例如，在钢铁冶炼中，通过燃烧煤炭等燃料来提供高温，使铁矿石发生还原反应。
要研究化学反应中的热效应，就离不开热化学方程式。
热化学方程式不仅能表示出化学反应中的物质变化，还能体现出能量的变化。
化学反应中的热效应
化学反应中的热效应化学反应是物质发生变化的过程，而热效应则是指化学反应过程中释放或吸收的热量。
热效应在化学领域中具有重要的意义，不仅能够帮助我们了解化学反应的特性，还可以应用于实际生活中的许多方面。
一、热效应的定义和分类热效应是指化学反应过程中释放或吸收的热量。
根据热效应的正负可以将其分为放热反应和吸热反应两种类型。
放热反应是指化学反应过程中释放热量的反应。
典型的例子是燃烧反应，如火焰燃烧、煤炭燃烧等。
这些反应会释放出大量的热量，使周围环境温度升高。
吸热反应是指化学反应过程中吸收热量的反应。
典型的例子是溶解反应，如固体溶解于液体时会吸收热量。
吸热反应使周围环境温度下降。
二、热效应的测定方法热效应的测定方法有多种，其中最常用的方法是通过量热器进行测定。
量热器是一种专门用于测定热效应的仪器，它可以测量反应前后溶液的温度变化。
在测定热效应时，首先将反应物加入量热器中，然后观察溶液温度的变化。
如果溶液温度升高，说明反应是放热反应；如果溶液温度下降，说明反应是吸热反应。
通过测量温度变化的大小，可以计算出反应过程中释放或吸收的热量。
三、热效应在生活中的应用热效应不仅在化学实验中有重要的应用，还可以应用于实际生活中的许多方面。
1. 热效应在能源领域的应用热效应在能源领域中有着广泛的应用。
例如，燃煤发电厂利用煤炭的燃烧释放的热能来产生蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮发电机产生电能。
这种利用化学反应释放的热能来产生能源的方式被广泛应用于发电、供暖等领域。
2. 热效应在食品加工中的应用热效应在食品加工中也有着重要的应用。
例如，烹饪过程中的热效应可以使食物变得更加美味可口。
在烹饪过程中，食材与热源接触后会发生化学反应，释放出热量，使食物变得熟透。
同时，热效应还可以改变食物的口感和颜色，提高食物的风味。
3. 热效应在化妆品中的应用热效应在化妆品中也有一定的应用。
例如，许多化妆品中含有一些可以产生放热反应的成分，如薄荷醇等。
当这些成分与皮肤接触时，会释放出热量，帮助促进血液循环，使皮肤变得更加光滑细腻。
化学反应的热效应计算
化学反应的热效应计算化学反应的热效应是指在化学反应过程中释放的热量或吸收的热量。
了解和计算化学反应的热效应对于理解反应过程的热力学性质和化学平衡有着重要的作用。
本文将介绍热效应的概念及其计算方法。
一、热效应的概念热效应是化学反应中热量的变化量，可分为两种情况：吸热反应和放热反应。
吸热反应是指在反应过程中吸收热量，反应物的内能增加；放热反应是指在反应过程中释放热量，反应物的内能减少。
根据热力学第一定律，热效应可以用以下公式计算：ΔH = H(生成物) - H(反应物)其中，ΔH表示热效应，H(生成物)表示生成物的焓，H(反应物)表示反应物的焓。
二、热效应的计算方法根据化学反应的平衡方程式，可以通过化学方程式中物质的摩尔系数和热效应的关系来计算热效应。
1. 单一物质热效应对于单一物质的热效应，可以通过该物质的标准热效应计算。
标准热效应是指在标准状态下，1摩尔物质完全反应产生的热效应。
2. 化学反应热效应对于化学反应的热效应计算，需要根据反应方程式中物质的摩尔系数和标准热效应来计算。
以以下反应为例：2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)可以根据反应方程式中的摩尔系数和标准热效应来计算热效应：ΔH = 2ΔH(H2O) - [2ΔH(H2) + ΔH(O2)]其中，ΔH(H2O)表示水的标准热效应，ΔH(H2)表示氢气的标准热效应，ΔH(O2)表示氧气的标准热效应。
三、热效应计算的实例以氯化钠的溶解反应为例进行热效应的计算。
NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq)根据该反应方程式和已知的标准热效应数据，可以计算出热效应的值。
ΔH = [ΔH(Na+(aq)) + ΔH(Cl-(aq))] - ΔH(NaCl(s))其中，ΔH(Na+(aq))表示钠离子在水溶液中的标准热效应，ΔH(Cl-(aq))表示氯离子在水溶液中的标准热效应，ΔH(NaCl(s))表示氯化钠晶体的标准热效应。
化学反应的热效应热与化学反应的关系
化学反应的热效应热与化学反应的关系热效应是指化学反应所伴随的热变化。
热效应可以是吸热的，也可以是放热的。
化学反应的热效应与反应物之间的化学键的破裂和形成密切相关。
本文将探讨化学反应的热效应与其与反应物之间的化学键的能量变化的关系。
一、化学反应的热效应化学反应的热效应是指在常压下，单位摩尔的化学反应所伴随的热能变化。
化学反应的热效应分为放热反应和吸热反应两种。
当化学反应放出热能时，热效应为负值，称为放热反应；当化学反应吸收热能时，热效应为正值，称为吸热反应。
热效应是由于反应物之间的键的形成和破裂所导致的。
当化学键的破裂需要吸收能量时，反应就会发生吸热现象；相反，当化学键的形成释放能量时，反应就会产生放热现象。
因此，热效应与反应物之间的化学键的能量变化密切相关。
二、化学键的能量变化化学键的能量变化是指在化学反应中，反应物之间的化学键破裂和形成过程中所伴随的能量变化。
化学键的能量变化可以通过键能的概念来描述。
键能是指单位摩尔化学键破裂或形成时所吸收或释放的能量。
在化学反应中，当反应物之间的化学键被破裂，反应物的键能被消耗，吸收能量，形成中间体或者活化能垒；而当反应物之间的化学键形成，键能被释放，放出能量。
因此，化学反应的热效应可以被理解为化学键能变化的总和。
三、热效应的应用热效应在生活和工业中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用例子：1. 燃烧反应：燃烧反应是一种放热反应。
例如，在燃烧过程中，燃料与氧气发生反应释放出大量的热能，可以用于取暖、烹饪、发电等。
2. 合成反应：许多合成反应都是吸热反应。
例如，在合成氨的过程中，氮气和氢气反应生成氨，该反应吸收大量的热能。
而合成反应的热效应也可以用来控制和调节反应速率。
3. 爆炸反应：爆炸反应是一种大量放热的反应。
例如，在炸药爆炸过程中，燃料和氧化剂的反应放出大量的热能，导致爆炸现象的发生。
4. 冷热源：通过控制化学反应的热效应，可以制备冷源或热源。
例如，通过控制放热反应的进行，可以制备冷却剂；通过控制吸热反应的进行，可以制备加热剂。
反应的热效应
一、化学反应的反应热1、定义：化学上规定，当化学反应的反应物与产物的温度相同时，反应所吸收或释放的能量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。
2、表示符号：通常用Q表示，且反应放热时，反应体系减少热量，Q为负；反应吸热时，反应体系增加热量，Q为正。
3、决定因素：对于一个给定的化学反应，反应热与反应物的物质的量、状态及反应条件（如温度、压强、溶液的浓度等）有关。
4、测量方法：反应热的数据可以用量热计测量。
在测量反应热的实验中，反应吸收或放出的热量可以通过反应前后体系温度的变化来计算：Q＝－C（T2-T1）其中，C代表溶液及量热计的热容，T2 、T1 分别代表反应前和反应后体系的热力学温度（T＝t +273.15℃）。
二、化学反应的焓变1、焓变（1）定义：为了描述与反应热有关的能量变化，引入了一个叫做“焓”的物理量，产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。
用焓变来描述与反应热有关的能量变化。
（2）表达式：△H ＝H（产物）－H（反应物）（3）焓变与反应热的关系：如果化学反应过程中发生的是等压反应，而且没有电能、光能等其他形式能量转化，则反应热等于反应焓变，即Qp＝△H。
从上面的关系式可以看出：当△H>0时，产物总焓大于反应物总焓，反应是吸收能量的，为吸热反应；相反△H<0时，为放热反应。
2、热化学方程式（1）概念：将物质变化和反应热同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式。
如：2H2（g）+O2 （g）＝2H2O （l）△H（273K）＝－571.6KJ/mol表示的含义是在273K时，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时，放热571.6KJ。
（2）书写注意事项：①在各物质的化学式后面用括号注明聚集状态，一般用英文字母g、l、s分别代表物质的气态、液体、固态。
②在△H后要注明温度，因为同一反应在不同温度下进行时反应热不同，通常298K时可以省略。
③标明△H的符号：吸热表示为“＋”，放热表示为“－”。
化学反应的热效应
化学反应的热效应化学反应中的热效应是指反应过程中产生或吸收的热量变化。
热效应的正负值可以判断反应是吸热反应还是放热反应，同时也可以揭示反应的能量转化规律。
本文将介绍热效应的概念、计算方法以及与化学反应的关系。
一、热效应的概念热效应指的是在化学反应中释放或者吸收的热量变化。
当一种化学物质转变为另一种化学物质时，会伴随着化学键的形成和断裂，能量的吸收或者释放。
这种能量转化的结果通常以热量的形式表现出来，称为热效应。
热效应可以分为放热反应和吸热反应。
放热反应是指在反应过程中，系统向其周围环境放出热量，即反应产生的热量为负值。
吸热反应则相反，系统从外界吸收热量，反应产生的热量为正值。
二、热效应的计算方法1. 反应焓变（ΔH）反应焓变（ΔH）是描述反应热效应最常用的指标之一。
反应焓变可以由热量变化计算得到，其单位常用焦耳（J）或者千焦（kJ）。
反应焓变的计算公式为：ΔH = H(产物) - H(反应物)其中ΔH为反应焓变，H(产物)为产物的焓值，H(反应物)为反应物的焓值。
2. 反应热（q）反应热（q）是指在恒定压力下，化学反应过程中释放或者吸收的热量。
反应热的计算公式为反应焓变与反应物质的摩尔量之间的关系：q = ΔH × n其中q为反应热，ΔH为反应焓变，n为反应物质的摩尔量。
三、热效应与化学反应热效应与化学反应密切相关，可以通过热效应的性质来分析化学反应的特点。
1. 利用热效应判断反应类型根据反应热的正负值，可以判断化学反应是放热反应还是吸热反应。
放热反应的反应热为负值，意味着反应释放能量，反应物质的化学键被释放出来的能量远大于产生的化学键，这种反应往往是自发进行的。
吸热反应的反应热为正值，意味着反应需要吸收能量，反应物质的化学键被产生的化学键所吸收的能量远大于释放的能量，这种反应往往需要外界提供能量才能进行。
2. 热效应与反应速率的关系热效应也会对反应速率产生影响。
放热反应会释放能量，使反应体系的温度升高，从而加快反应速率；而吸热反应则冷却反应体系，降低反应速率。
化学反应中的热效应解析
化学反应中的热效应解析化学反应是一种物质转化的过程，它伴随着能量的转化与传递。
在化学反应中，热效应是描述反应放热或吸热性质的重要参数。
本文将对化学反应中的热效应进行解析，并探讨其在化学反应研究和工业应用中的重要性。
一、热效应的概念与分类热效应是指在化学反应过程中，伴随该反应产生或吸收的热量。
根据热效应的正负性质，可将其分为放热反应和吸热反应两种情况。
1. 放热反应：放热反应是指在反应过程中，系统向周围释放热量的过程。
放热反应的热效应值为负数，表示反应释放的热量大于吸收的热量。
2. 吸热反应：吸热反应是指在反应过程中，系统从周围吸收热量的过程。
吸热反应的热效应值为正数，表示反应吸收的热量大于释放的热量。
二、热效应的测定方法为了准确测定化学反应中的热效应，科学家们发展了多种测定方法。
其中，常用的方法包括恒温比热法、燃烧热法、量热器法和热电偶法等。
1. 恒温比热法：该方法通过测量物质的比热容，从而推导得到反应的热效应。
该方法适用于固态或液态反应物的热效应测定。
2. 燃烧热法：该方法是通过将反应物燃烧，然后通过测量产生的热量来确定反应的热效应。
该方法适用于燃烧反应和氧化反应的热效应测定。
3. 量热器法：该方法是利用量热器测量反应过程中释放或吸收的热量，从而确定反应的热效应。
该方法适用于气态甚至溶液反应的热效应测定。
4. 热电偶法：该方法通过将热电偶插入反应容器中，测量反应溶液的温度变化来确定热效应。
该方法适用于热量变化较小的反应。
三、热效应在化学反应研究中的应用热效应在化学反应研究中有着重要的应用价值。
通过测定反应的热效应，可以推断反应的反应速率、平衡常数以及反应机理等信息。
1. 反应速率：热效应与反应速率密切相关。
放热反应的反应速率常常较快，而吸热反应的反应速率较慢。
因此，通过测定反应的热效应可以推断反应的速率特征，从而为反应动力学研究提供依据。
2. 平衡常数：热效应与反应平衡常数之间存在一定的关系。
化学反应的热效应
化学反应的热效应热效应是指化学反应在过程中吸热或放热的现象，它描述了化学反应所涉及的能量变化。
热效应对于化学反应的研究以及工业生产具有重要意义。
本文将介绍热效应的概念和分类，以及其在化学反应和实际应用中的重要性。
一、热效应的概念与分类热效应是指化学反应在温度和压力不变的条件下，吸收或释放的能量。
根据热效应的正负可以将其分为吸热反应和放热反应。
吸热反应是指在反应过程中吸收外界的热量，导致温度升高。
这类反应的热效应为正值。
例如，当钙化学反应在水中溶解时，会吸收热量，使得水变得冷。
这是因为钙离子和水分子结合时需要吸收能量。
放热反应是指在反应过程中释放出热量，导致温度升高。
这类反应的热效应为负值。
例如，当燃烧反应发生时，燃料与氧气进行反应，释放出大量的热量。
二、热效应在化学反应中的重要性热效应在化学反应中具有重要的理论和实际意义。
1. 热效应与热力学热效应是研究化学反应热力学性质的重要方法。
通过测量热效应，可以了解反应的放热量或吸热量，确定反应过程中的能量变化。
这对于确定反应的稳定性、速率以及产物的生成有着重要作用。
2. 热效应与反应平衡热效应对于理解化学反应的平衡态有着重要作用。
根据热效应的正负可以判断反应是吸热反应还是放热反应。
当反应处于平衡状态时，正、反向反应的热效应大小相等。
这个原则被称为等温等压条件下的热力学平衡原理。
3. 热效应与工业生产热效应对于工业生产中的化学反应也具有重要意义。
在某些化学反应中，如合成氨的 Haber-Bosch 工艺，吸热反应需要通过提供热量来推动反应。
工程师们可以根据吸热反应的热效应设计合适的反应器，从而提高化学反应的效率。
三、热效应的实际应用除了在化学反应研究和工业生产中的应用，热效应还有一系列的实际应用。
1. 燃烧热效应燃烧是一种放热反应，根据燃烧热效应可以计算出物质的热值。
通过燃烧热效应，可以确定某种物质可以释放出多少热量，用于评估其作为燃料的价值。
这对于能源的开发和利用具有重要意义。
高中化学选修4：化学反应的热效应知识点总结
高中化学选修4:化学反应的热效应知识点总结一、焓变反应热1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0吸收热量的化学反应。
（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应②以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变三、燃烧热1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点：①研究条件：101 kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量：1 mol④研究内容：放出的热量。
（ΔH<0，单位kJ/mol）四、中和热1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。
2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJ/mol。
《化学反应的热效应》 讲义
《化学反应的热效应》讲义一、什么是化学反应的热效应在我们的日常生活和工业生产中，化学反应无处不在。
而当这些化学反应发生时，常常伴随着能量的变化，这种能量变化主要以热量的形式表现出来，这就是我们所说的化学反应的热效应。
简单来说，化学反应的热效应指的是在化学反应过程中，反应物与生成物之间的能量差。
当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应会释放出热量，这被称为放热反应；反之，如果反应物的总能量低于生成物的总能量，反应就需要吸收热量，这就是吸热反应。
例如，燃烧煤炭是一个典型的放热反应，煤炭中的碳与氧气反应生成二氧化碳，同时释放出大量的热能；而碳酸钙受热分解成氧化钙和二氧化碳则是一个吸热反应，需要外界提供热量才能发生。
二、热效应的测量与表示为了准确地研究化学反应的热效应，我们需要对其进行测量。
常用的测量方法是通过量热计来实现。
量热计的原理是基于能量守恒定律，即反应释放或吸收的热量等于量热计及其内部物质温度升高或降低所吸收或放出的热量。
在表示化学反应的热效应时，我们通常使用焓变（ΔH）这个概念。
焓变是指在恒压条件下，化学反应的反应热。
如果焓变的值为负，说明反应是放热的；如果焓变的值为正，则表示反应是吸热的。
例如，对于反应 H₂(g) ＋ 1/2O₂(g) ＝ H₂O(l)，其焓变ΔH ＝－2858 kJ/mol，表示每摩尔该反应发生时会放出 2858 千焦的热量。
三、影响化学反应热效应的因素化学反应的热效应并非是固定不变的，它会受到多种因素的影响。
首先，反应物和生成物的状态会对热效应产生影响。
一般来说，同种物质在不同状态下具有不同的能量。
例如，液态水变成气态水需要吸收热量，所以氢气和氧气反应生成气态水与生成液态水时的热效应是不同的。
其次，反应的条件，如温度、压力等也会改变热效应。
温度的变化可能会影响反应的进行程度和方向，从而影响热效应的大小。
而压力的改变对于有气体参与的反应，可能会影响气体的物质的量，进而影响热效应。
18 第四章 化学反应中的热效应(学生版) (1)
第四章 化学反应中的热效应一、知识框架二、知识梳理与典型例题 （一）化学反应中的热效应1．反应的热效应：化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化。
反应时所放出或吸收的热量，叫做反应的热效应。
2．放热反应：化学中把有热量放出的化学反应叫做放热反应。
3．吸热反应：把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
4．吸热反应与放热反应的区别：(1)中学化学中，用“Q ”表示热量的符号，热量的单位常用焦(J)。
放出热量的反应，在反应式右边用“+Q ”表示；吸收热量的反应，在反应式右边用“—Q ”表示。
(2)放热反应发生后，只要不断补充反应物，反应能持续进行下去；而吸热反应只补充反应物，不维持反应条件，反应就会停下来。
因此，当反应开始后，放热反应能自发地进行下去，而吸热反应不能自发地进行下去。
因此，吸热反应是热能转化为物质内部的能量而储存起来的过程，放热反应为物质内部的能量部分转化为热能而释放出来的过程。
5．常见的放热反应与吸热反应(1)常见的放热反应：炭的燃烧，氢气和氧气的化合反应，中和反应。
(2)常见的吸热反应：碳酸钙的分解、红热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳。
【例1】下列说法正确的是 ( )(A)需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 (B)任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 (c)反应物和生成物所具有的总能量决定了是放热还是吸热 (D)吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应【例2】氢气和氧气反应生成水时是——热反应，生成物水的总能量一定_______于反应物氢气和氧气的总能量。
（二）热化学方程式1．热化学方程式的定义：表示化学反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
2．热化学方程式的意义：热化学方程式不仅表明了一个反应中的反应物和生成物，还表明了一定量物质在反应中所放出或吸收的热量。
3．热化学方程式的特点(1)热化学方程式中化学式前面的化学计量数只表示物质的量，所以可用整数，也可用分数，但必须配平。
化学反应中的热效应
化学反应中的热效应化学反应是一种物质变化的过程，包括吸收能量的吸热反应和释放能量的放热反应。
热效应是指化学反应过程中释放出的或吸收的热量。
在化学反应中，热效应是一个重要的评价指标，有助于了解反应的性质和动力学机制，同时也应用于工业生产和环境保护等方面。
一、热效应的定义热效应是指化学反应过程中释放出的或吸收的热量。
热量是一种能量形式，它可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
热量的计量单位是焦耳（J），在化学反应中常使用单位“焓变”（ΔH）来表示热效应。
热效应分为两种：放热反应和吸热反应。
放热反应是指在化学反应中，反应物释放出热量，产生热效应为负值，如燃烧、酸碱反应等。
吸热反应是指在化学反应中，反应物吸收热量，产生热效应为正值，如融化、蒸发等。
二、热效应的计算当一定量的物质在恒定压力下发生化学反应时，所伴随放出或吸收的热量与反应物的状态有关。
热效应的计算公式为：ΔH = H（产物） - H（反应物）其中，ΔH表示热效应，H（产物）表示产物的标准焓，H（反应物）表示反应物的标准焓。
标准焓是指在恒定压力下的某一温度下，1mol物质的状态下所含的热能。
三、热效应的应用1、工业生产热效应常用于工业生产中，如制备氨、制备硝酸、制备硫酸等。
这些化学反应都是非常重要的基础化学反应，热效应的计算对工业生产的安全和效率至关重要。
例如，制备氨时，反应物氮气和氢气在一定温度和压力下发生化学反应，产生氨气和放热，这个放热反应对生产氨肥是至关重要的。
2、环境保护热效应的应用还包括环境保护，如垃圾焚烧、汽车尾气排放等。
热效应可用于测量和控制这些过程中产生的热量和能量。
例如，垃圾焚烧是一种将固体垃圾燃烧成灰烬、烟气和余热的处理方法。
热效应可用于测量和控制焚烧过程中产生的热量和能量，从而保证焚烧安全和环保。
四、总结化学反应中的热效应是反应发生的重要因素之一，常用于计算化学反应中产生的热效应。
它在工业生产和环境保护等方面都有着重要的应用。
化学反应过程的热效应
化学反应过程的热效应第四章化学反应过程的热效应物质世界的各种变化总是伴随着各种形式的能量变化。
定量的研究能量相互转化过程中所遵循规律的学科称为热力学。
热力学只能预测变化发生的可能性及其限度，不能告知变化所需的时间及其历程。
化学热力学是把热力学基本原理用于研究化学现象以及与化学有关的物理现象，是用能量转换的基本规律预测化学反应起始时的变化方向和终止时的平衡位置。
化学平衡是化学反应在指定条件下达最大限度时的热力学平衡状态，对于有关化学平衡问题的定量描述是热力学基本原理在酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应、配位反应等化学反应中最重要的应用。
4.1基本概念4.1.1系统和环境为了明确讨论的对象，把被研究的那部分物质或空间称为系统，系统以外与系统相联系的其它部分称为环境。
系统和环境是相互依存、相互制约的。
如研究BaCl2和Na2S O4在水溶液中的反应，含有这两种物质及其反应产物的水溶液是系统，溶液之外的烧杯和周围的空气等就是环境。
按照系统和环境之间物质和能量的交换关系，可把系统分为三种：系统与环境之间既无能量交换又无物质交换的系统称为孤立系统或隔离系统；只有能量交换而无物质交换的系统称为封闭系统；既有能量交换又有物质交换的系统称为敞开系统。
4.1.2. 状态和状态函数系统的状态是由其一系列宏观性质所确定的。
例如气体的状态可由温度（T）、压力（p）、体积（V）及各组分的物质的量（n）等宏观性质确定。
确定系统状态的宏观性质称为状态函数。
上述的T、p、V、n等都是状态函数。
系统的状态一定，状态函数的数值就有一个相应的确定值（状态一定,值一定）。
如果状态发生变化，只要始态和终态一定，状态函数（如T）的变化量（ΔT）就只有唯一的数值，不会因始态至终态所经历的途径不同而改变。
也就是说，从始点（T1）经不同途径到达终点（T2）时的变化量（ΔT=T2–T1）是相等的（殊途同归变化等）。
如果变化的结果是仍回到了始态，则其变化量为零（周而复始变化零）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
还指该
值为1×105 Pa， 标准态压力的符号为 pθ。
★ 液体和固体的标准态是指处于标准态压力下
纯物质的物理状态。
★ 溶液的标准态规定溶质活度为1 molkg-1，
标准态活度的符号为bθ。
★ 反应进度（reaction progress）
若化学反应计量式为
aA bB yY zZ
恒容过程(constant volume process): V1 = V2 绝热过程：系统和环境之间不发生热交换的过
程
系统的状态函数都是物理性质, 故也叫系统的性质
根据系统的性质间的关系，系统的性质可分为两类： (1)广度性质(亦称广延性质、容量性质( extensive property)。此类性质具有加和性，如体积、质量等。 (2)强度性质(intensive property) 。此类性质的 数值不随系统中物质的总量而变，它仅由系统中物质本身 的特性所决定，也就是没有加和性。如温度、压力、密度 就是强度性质。
10.0 7.0
0 2.0
0 1 2
nB / mol
Solution
5.5 3.0 t2时 nB / mol 1.5 n1 N 2 ( 2.0 3.0) mol x1 1.0mol N 2 1
x1 x1
n1 H 2
H 2
(7.0 10.0) mol 3 ( 2.0 0) mol 2
可见， 在恒容反应中，体系的热效应等于体系的
内能改变。
2、恒压反应热
恒压反应中， p = 0， 则有 U = Qp+ W = Qp－ p V = Qp － ( pV ) 所以 Qp = U + (pV)
Qp= ( U2 －U1 ) + ( p2V2 － p1V1 )
= ( U2 + p2V2 ) － ( U1 + p1V1 )
ΔH = Qp 4. 等容反应热： （ΔV = 0） 则W = 0；这个过程放出的热量为QV 根据热力学第一定律: QV = Δ U
说明：在等容过程中，体系吸收的热量QV全 部用来增加体系的热力学能。
思考题
Zn 和稀硫酸作用，（1）在敞口瓶，（2）在封 口瓶中进行，何者放热更多？何故？
Zn(s) H 2 SO4 ZnSO4 H 2 ( g )
rHm > 0 表示吸热， rHm < 0 表示放热 。 从 ( 1 ) 和 ( 2 ) 对比，看出注明晶型的必要性。 ( 3 ) 和 ( 4 ) 对比，看出写出物质存在状态的必要性。 ( 4 ) 和 ( 5 ) 对比，看出计量数不同对热效应的影响。 ( 3 ) 和 ( 6 ) 对比，看出互逆的两个反应之间热效应的关系。
H U ( pV)
Q p QV n(RT )
QV Q p n(RT )
4.2.2.3 热化学方程式
1）要注明反应的温度和压强。若不注明，则表示为 298 K ， 1.013 10 5 Pa ，即常温常压。 2）要注明物质的存在状态。固相 s ，液相 l ，气 相 g ，水溶液 aq 。有必要时，要注明固体的晶型，如 石墨，金刚石等。 3）化学计量数可以是整数，也可以是分数。 4）注明热效应。
系统与环境之间 物质的交换 有 无 无
孤立体系 isolated S
能量的传递 (以 热 和 功 的 形 式 ) 有 有 无
★
状态和状态函数 (state and state function)
状 态: 一定条件下体系存在的形式
状态函数: 描述系统性质的物理量，例如 p，V，T等
状态函数具有鲜明的特点:
B
物质B的化学计量数
A a Y y
nB
B b Z z
则其反应进度为（x 的单位是 mol）
x B
nB (x ) nB (0)
B
Question
t0时 nB / mol t1时
N 2 g 3H 2 g 2NH 3 g x
3.0 2.0
1.0mol
n1 NH3
NH3
1.0mol
x 2 1.5mol
反应进度必须对应具体的反应方程式！
4.2 热化学
Thermochemistry
您可知道 您每天活动所需的热能哪里来?
在人体运动过程中, 脂肪发生水解生成一组叫做脂 肪酸的化合物, 后者再通过一系列复杂反应转化为 二氧化碳和水, 肌肉运动正是由该过程释放的能量 驱动的。 CH3(CH2)14COOH(s) + 23O2(g) 16CO2(g) + 16H2O (l)
4.1热力学的基本概念
4.1.1 ▲系统(system)和环境(surroundings) 系统: 热力学研究的对象。 环境: 与体系通过物理界面(或假想的界面) 相隔开并与体系密切相关的周围部分。
sytems
surroundings
开放体系 open S
系统类型 开放体系 封闭体系 孤立体系
封闭体系 closed S
r H m =
θ
－9977 kJ· -1 mol
4.2.1 热力学第一定律
热力学第一定律数学表达式：
某体系由状态 体系吸热 Q，做功 U I 变化到状态 II，在这一过程中 U 表 W，体系的内能改变量用 = Q + W
示，则有
体系内能的改变量等于体系从环境吸收的热量加上体
系对环境所做的功。 显然，热力学第一定律的实质是
0.000 +1.987 -17.6 0.000 -241.80 -285.84 -271 -92.31 -36.40 +25.9 -411.15 -287
关于标准生成焓的几点说明
(1) 同一物质不同聚集态下，标准生成焓数值不同
fHm（H2O，g）= - 241.8 kJmol-1 fHm（H2O，l） = - 285.8 kJmol-1
H 3
= H 1 – H 2
= -110.5 kJ/mol
Hess定律的实际意义在于求得难测定的反应热。
反应标准摩尔焓 （standard molar enthalpy ）
气体 T，p = p =100kPa ―标准状态”！ 溶液，溶质B，b =b=1mol ·kg-1 B 液体和固体
能量守恒。
4.2.2.1化学反应热
当生成物的温度恢复到反应物的温度时，
化学反应中所吸收 或放出的热量，称为化
学反应热效应，简称反应热。
1、恒容反应热 恒容反应中，V = 0 ， 则有 即 U = Qv 故 W = -p V = 0 U = Qv + W = Qv
Qv 是恒容反应中体系的热效应 。从 U=Qv
4.1.4 热力学能、功、热
系统的能量由三个部分组成（即热力学能，动 能，势能）
系统内所有分子的动能＋势能 热力学能 分子内部的能量(动能＋势能) 即体系内部的能量
热力学能U是广延量, 状态函数。对于一个从A到 B的过程
U = U(B)- U(A)
热与功
1.热(Heat) 热 系统和环境间的温度差引起的能量交换， 用符号Q 表示。 Q ＞0 体系从环境吸热 Q ＜0 体系向环境放热。
一. 体积功的计算
如图所示，截面积：A；环境压力：pex；位移：
dl，体系体积改变dV。体系作的功δW 。
dl dl
V 活塞位移方向 体系膨胀
Fex = pexA
V 活塞位移方向 体系压缩
Fex = pexA
W
V2
V1
pex dV
(1)等容过程的功
(2)自由膨胀过程
dV＝0
W＝0
pex＝0，
θ m
T，p，纯物质
r H (B, 相态, T )
标准摩尔生成焓
指在温度T下,由参考 状态单质生成1mol物质B 的标准摩尔焓变。
物 质
f H m ( 298K ) / kJ mol
1 θ
f H (B, 相态, T )
单位是kJ mol
-1
θ m
C(石墨) C(金刚石) P(s, 红) P(s, 白) H2O(g) H2O(l) HF(g) HCl(g) HBr(g) HI(g) NaCl(s) PCl3(g)
或如图1-1,作为整个体系 pex= 0
W＝0
气体 真空 图1-1气体向真空膨胀 （自由膨胀）
(3)对抗恒定外压过程
W
V2 V1
{psu} p1 p2
pex dV pex (V2 V1 )
V1
V2 {V}
图1-2 对抗恒定外压过程的功
标准状态
★
Standard state
气体物质的标准态除指物理状态为气态外，
2H2（g） + O2（g） === 2H2O（g）
rHm(298) = - 483.6 kJmol-1
C (石墨) + O2 (g) —— CO2 (g) C (金刚石) + O2 (g) —— CO2 (g) H2 (g) + 1/2 O2 (g) —— H2O (g) H2 (g) + 1/2 O2 (g) —— H2O (l) 2 H2 (g) + O2 (g) —— 2 H2O (l) H2O (g) —— H2 (g) + 1/2 O2 (g)
(1) C(石墨) + O2(g) = CO2(g)
(2) CO(g) +
1 2
H 1
= -393.5 kJ/mol
= -283.0 kJ/mol
O2(g) = CO2(g)