热化学
热化学方程式和燃烧热方程式的区别
热化学方程式和燃烧热方程式的区别即在表示什么,有何异同点。
下面我们来看看。
热化学方程式与燃烧热方程式区别是:前者反应物一般都不是纯净物;后者只反映氧化还原反应。
热化学方程式的书写规则是:先写生成物,再写反应物;而燃烧热方程式的书写规则是:先写生成物,再写反应物。
这两种方法有着本质的区别。
生成物和反应物不仅指的是产物和生成物,更重要的是指的是原物和生成物,是所表达的内容不同。
另外,热化学方程式与燃烧热方程式还有很大的区别,主要体现在: 1.要遵守质量守恒定律,反应物和生成物的质量之和等于反应后生成物总质量,否则不符合质量守恒定律。
2.反应前后元素种类要发生变化。
3.反应前后要遵循热量守恒定律。
4.要遵循电荷守恒定律。
5.反应前后化合价要发生变化。
6.要遵循反应速率等于反应物的生成速率加上反应物的分解速率之和。
7.在同一个反应中,反应物和生成物要交换。
如果在一个化学反应中,既有生成物又有反应物,就要遵循下列规律:( 1)反应物在反应前后化合价不变。
例如: NaCl + 2H2O →NaOH和NaCl2O3。
(2)在同一反应中,生成物与反应物要交换。
例如:2H2O+CuSO4═CuCl2+H2O和Cu2(SO4)2+2H2O+CO2═CuCl2+CO32Cl。
由此可见,热化学方程式与燃烧热方程式从根本上说是一样的,都是用来表达某种化学反应的各项物理量与各项化学量之间的关系。
但是,为了突出表现反应的本质,便于记忆和推算,常常用文字形式表达,以示区别。
对于初三学生,可以不用那么严格的区分。
如果把它们放到一起讲解,往往会弄混淆。
比如说:过氧化氢与水反应的方程式为: 2O22=====2H2O+O2↑,其中H2O是氢氧化钠, O2是二氧化碳,而水是生成物。
而水和过氧化氢又是反应物和生成物,还要记得在反应前后的化学价要发生变化。
把这些反应连接起来,看看你会发现里面没有等号,就需要你去查资料了,多翻几遍资料,自然会知道什么情况下可以使用等号,什么情况下不能使用等号。
第3章 热化学
ξ = nB/νB = -0.5320 ×10-3kg /(-1×78.11×10-3kg.mol-1)
= 6.811 ×10-3 mol 由题给条件,燃烧过程定容,W = 0。因此有
解:由附录可查得298.15K时各物质的标准摩尔燃烧焓数据,
c H my( (COOCH3)2,s ) = –1678.0 kJ· -1 mol c H my( CH3OH,l ) = –726.5 kJ· -1 mol c H my( (COOH)2,s ) = –120.2 kJ· -1 mol 代入 式(6-5-2)得: r Hmy (298.15K) = –120.2 – 2 ×726.5 – (–1678.0 ) =104.8 kJ· -1 mol kJ· -1 mol
T,V, W`=0 rUm=QV 根据状态函数的性质有:
rHm– rUm = PU + P(pV)– rUm = P(pV)+ TU
对理想气体 TU = 0,对实际气体,固体、液体TU ≈0。 所以有 rHm– rUm = P(pV) = p V
对固体、液体物质可略去体积变化,对理想气体 (实际气
注意:热力学标准态的温度T 是任意的。不过,许多物质的
热力学标准态时的热数据是在T=298.15K下的值。 对于混合组分的标准态的定义,见前。
3 . 1 . 5 标准摩尔生成焓{变}
定义:在温度T 的标准状态下,由参考状态的单质生成1mol 指定相态的B物质时的标准摩尔反应焓变称为该物质B的标准摩 尔生成焓,用 fHmy(T)表示。 例如 甲醇的生成反应
yY(γ) + zZ(δ) H 2
热化学方程式 燃烧热(1)(1)
(2)不用“↑”和“↓”;不用写“点燃”、“加热”等
引发条件。
热化学方程式
燃烧热
热化学方程式—化学计量数
1mol
1mol
2mol
化学计量数 :物质的量
1H2 (g) +1Cl2 (g) = 2HCl(g)
ΔH= -184.6 kJ/mol
常温常压下,2mol的气态H2 与足量的气态Cl2充分反应,
H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl(g)
ΔH= -184.6 kJ/mol
(1)表示物质的量,不表示数目、质量等
(2)可以是整数或分数
(3)与ΔH 存在对应关系,
改变化学计量数,ΔH也要作相应变化
热化学方程式
燃烧热
热化学方程式—温度和压强
H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl(g)
物质变化
ΔH= -184.6 kJ/mol
能量变化
热化学方程式
燃烧热
热化学方程式—含义
H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl(g)
1mol
1mol
与
气态 H2
气态 Cl2
完全
反应
生成
ΔH= -184.6 kJ/mol
2mol
气态 HCl
释放
184.6KJ能量
热化学方程式
燃烧热
热化学方程式—聚集状态
1mol
~ HCl(g) ~ ΔH
2mol
184.6KJ
化学计量数与ΔH的比固定不变
热化学方程式
燃烧热
常温常压下,1g气态H2 与气态O2完全燃烧生成液态水,放热
120.9KJ,气态HCl,书写该反应的热化学方程式。
热化学方程式
∴Q2>Q1
ΔH2
< ΔH1
思考2. 在同温、同压下,比较下列反应 ΔH1 、 ΔH2的大小
B: S(g)+O2(g)=SO2(g)
ΔH1 = -Q1 kJ/mol
ΔH 2= -Q2 kJ/mol
S(S)+O2(g)=SO2(g)
ΔH2 > ΔH1
思考3. 在同温、同压下,比较下列反应 ΔH1 、 ΔH2的大小 C: C(S)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH1 = -Q1 kJ/mol C(S)+O2(g)=CO2(g) ΔH 2= -Q2 kJ/mol
思考 交流
与化学方程式相比,热化学方程
式有哪些不同?
正确书写热化学方程式应注意哪
几点?
热化学方程式的基本应用
请看以下几个例子,再思考!
书写注意事项
(1)需注明反应的温度和压强
200℃
H2(g)+I2(g)======2HI(g) 101kPa
△H=-14.9kJ/mol
想一想? 为什么要注明反应的温度和压强。 因为能量与体系的温度压强有关。
★kJ/mol的含义: 4、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各 每mol反应的焓变 物质的物质的量,可为整数或分数。 5、根据焓的性质,若化学方程式中各物质的 阅读 普通化学方程式中化学计量数宏观上表示 P4 《资料卡片》 各物质的物质的量,微观上表示原子分子数目, 系数加倍,则△ H的数值也加倍; 只能为整数,不能为分数。
注意:如在25℃ 101kPa下进行的反应,可不注明
书写注意事项
(2)应注明反应物和生成物的聚集状态(s、l、g 等);
H2(g)+I2(g)======2HI(g)
无机化学 第五版第二章 热化学
4
热力学的标准状态
(1) 气体物质的标准状态,是气体在指定温度T,压力p = p的状态, p=100 kPa; (2) 纯固体和液体的标准状态,分别是在指定温度T,压 力p = p时纯固体和纯液体的状态; (3) 溶液中溶质B的标准状态,是在指定温度T,压力p =
p,质量摩尔浓度b = b时溶质的状态, b = 1
l
热和功均不是状态函数 ① 热和功是与过程相联系的物理量,系统不发生变
化,就没有热或功,故热和功均不是状态函数。
② 在处理热和功的问题时,不仅要考虑过程,还必
须考虑途径。
一定量的理想气体,从压强 p1 = 16×105 Pa,体积 V1= 1×10 -3 m3 经过两个途径分别恒温膨胀至压强 p2 = 1×105 Pa,体积 V2 = 16×10-3 m3 的状态。
U Q p pex V
U 2 U1 Q p pex V2 V1 U 2 U1 Q p p2V2 p1V1 Q p (U 2 p2V2 ) U1 p1V1
令:U + pV = H ——焓,状态函数
H = H2 - H1 ——焓变
U 2 U1 U
热力学能变化只与始态、终态有关, 与变化途径无关。
2.2.3 热力学第一定律
热力学第一定律的实质是能量守恒与 转化定律。
U1 Q U W 2
U2 = U 1 + Q + W U2 - U1 = Q + W
V1
pex
l
对于封闭系统热力学第一定律的数学 表达式为: U Q W
统的热焓
焓H ① 焓是系统的状态函数,其数值的大小只与始态和
终态有关,与途径无关;
热化学方程式的书写
一、热化学方程式的书写与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了遵循书写普通化学方程式外,还应该注意以下几点:①反应热ΔH与测定的条件(温度、压强)有关,因此书写热化学方程式时应注明应热ΔH的测定条件。
若没有注明,就默认为是在25℃、101KPa条件下测定的。
②反应热ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
ΔH为“-”表示放热反应,ΔH为“+”表示吸热反应。
ΔH的单位一般为kJ·mol-1(kJ/mol)。
③反应物和生成物的聚集状态不同,反应热ΔH不同。
因此热化学方程式必须注明物质的聚集状态固体用“s”、液体用“l”、气体用“g”、溶液用“aq”等表示,只有这样才能完整地体现出热化学方程式的意义。
热化学方程式中不标“↑”或“↓”。
④热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。
⑤热化学方程式是表示反应已完成的数量。
由于ΔH与反应完成物质的量有关,所以方程式中化学前面的化学计量系数必须与ΔH相对应,如果化学计量系数加倍,那么ΔH也加倍。
当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
⑥在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成 1 mol 水时的反应热叫中和热。
书写中和热的化学方程式应以生成1 mol 水为基准。
⑦反应热可分为多种,如燃烧热、中和热、溶解热等,在101Kpa时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【例题1】25℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是:答案:DA.C(s)+1/2O2(g)==CO(g);△H =-393.5 kJ/molB.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g);△H = + 571.6 kJ/molC.CH4(g) + 2O2(g)== CO2(g) + 2H2O(g);△H =-890.3 kJ/molD.1/2C6H12O6(s) + 3O2(g) === 3CO2(g) + 3H2O(1);△H =-1400 kJ/mol解析:燃烧热是指在101 kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。
§3热化学化学反应过程的△u和△h
质完全燃烧时的热效应。记为:
c
H
m
(B,
T
)
特别提醒:
(1)可燃物:要分清是燃烧物还是助燃物。
(2) 1mol可燃物:燃烧物的计量系数必须为1。
CO(g) + 0.5O2(g) ==== CO2(g)
c
H
m
[CO(g)
,
T
]
2CO(g) + O2(g) ==== 2CO2(g)
r
H
m
T1,p Qp=△rHm= 0 T2,p
△H1
△H2
aA+eE △rHm(298K) f F+hH
298K,p
298K ,p
△rHm= △H1+ △rHm(298K) +△H2=0
298K
H1 T1
| B | C p,m dT 作用物
H2
T2 298K
B C p,m
(T
)
(3) 完全燃烧:通常指产物达到最高氧化态。如:
C CO2,H H2O,等等。此外,N N2, Cl Cl2,……。规定完全燃烧产物和不可燃物的 标准燃烧热 = 0 。
▲利用标准燃烧热计算化学反应的热效应
aA + dD + ·······
r
H
m
(T
)
xX + yY + ·······
T,pΘ
C
p,1dT
trsHm (1)
C dT H (2) C dT Ttrs(2)
Ttr s( 1 )
p,2
trs m
热化学应用
热化学应用热化学应用是指应用热力学原理研究化学反应能量变化与温度、压力、浓度等因素之间的关系,以及利用热力学计算和算定化学反应的能量、体积、热力学函数等物理化学参数。
热化学应用在工业生产、环境监测、医药研发等方面都有广泛的应用。
一、工业生产中的热化学应用1、化学反应热计算及热量平衡控制化学反应热计算可用于工业生产中的化学反应过程计算,包括反应热、反应热通过反应中间体的路径计算等。
热量平衡控制则是对反应过程中所涉及的热量变化进行计算和控制,以实现工艺条件的控制,防止反应过程中出现过高过低的温度和压力。
2、燃烧及燃烧工程热化学应用在燃烧工程中有重要的应用,比如可以通过燃烧实验和计算燃烧反应产生的热量、烟气排放物中的成分等,从而通过科学的方法进行环境保护和减少能源的浪费。
热化学应用在工业生产中的燃烧工程中起到了重要的作用。
在许多合成工程中,需要根据反应热计算合成反应的条件,从而确定反应器的设计和操作,以满足合成物品质的需求,同时也需要控制反应过程中的温度和压力,以防止生产过程中的能源浪费或环保问题。
材料科学中的合成过程一般都会涉及到热化学应用,比如在锂离子电池中,需要根据热化学计算来确定电池的结构和工作范围,从而控制反应过程中的温度和压力,并最终实现合成的目的。
废气处理中的热化学应用一般用于计算产生废气的反应的热量,从而控制反应过程中废气内各种污染物的含量和排放量,以实现环境保护的目的。
在水质监测中,常常会涉及到热化学应用,比如化学反应过程中产生的热量和能量,以及所需要的反应器、处理设备等的设计和构造,从而控制水体污染物的含量和水质的变化。
1、药物配方设计中的热化学应用药物配方设计中的热化学应用一般用于研究药物的热稳定性、溶解性和热解协同性等基本特性,并根据这些特性进行药物的选择和合成过程的优化。
药物生产中的热化学应用主要用来控制药物生产过程中的温度和压力,以防止产生副产物和降低药物的纯度。
还可以根据药物的化学反应热计算来设计反应器和控制材料使用量,以实现生产效率的提高和药品的质量把控。
热化学
热化学1 热化学基本概念1.1 化学反应热效应热化学:化学变化常伴随有热现象。
对这些热效应进行精密测定和研究成为物理化学的一个分支。
称为热化学。
标准化问题和提高测量精度是量热技术所需要解决的主要问题。
化学反应的热效应:在非体积功为零的情况下,封闭体系中发生某化学反应,当产物的温度与反应物的温度相同时,体系与环境间交换的热量称为该反应的热效应。
恒压条件下发生的热效应称为等压热效应,Q p。
恒容条件下发生的热效应称为等容热效应,Q v。
Q与Q v之间的关系为:p其中( n)指参加反应前后气体的物质的量之差值。
这一关系可以通过下图所示过程推导得到。
1.2 反应进度(extent of reaction)讨论化学反应时需要引入一个重要的物理量,反应进度(ξ)。
对于一个化学反应aA + dD ..→g G + hH…各物质的化学计量系数为a,b,g,h…。
通常反应可以写作其中ν为物质B的化学计量系数,对于反应物取负值,对于产物取正值。
B化学反应进度定义为:当=1,反应按所给化学反应方程进行一个单元的反应。
注意:应用反应进度概念时,必须与指定的化学反应计量方程对应。
引入反应进度的优点是,在反应的任何时刻,用反应中的任一物质来表示反应进行的程度,都能得到相同的结果。
1.3 化学反应的焓变将化学计量方程和其热效应同时标出的方程称为热化学方程式。
在等压、不做非膨胀功的情况下,化学反应的焓变等于等压热效应。
焓是状态函数,与各物质所处的相状态、组成、温度、压力和反应程度(ξ)等因素有关,计量方程和焓的表示式中都要注明这些因素。
在反应温度和标准压力下,参与反应的各物质都处于标准状态,当按反应计量方程反应,=1mol时的反应焓变称为该反应的标准摩尔焓变,表示为。
如1.4 Hess定律1840年,Hess根据大量的实验事实提出:在相同反应条件下,一个化学反应无论是一步完成,还是分几步完成,反应的热效应是相同的。
即Hess定律。
热化学
第二章热化学[教学要求]1.熟悉热力学第一定律及其相关概念。
2.掌握化学反应热效应。
3.掌握热化学方程式;反应热、反应焓变的计算;盖斯定律及有关计算[教学重点]化学热力学的四个状态函数—热力学能、焓、熵、自由能[教学难点]焓、熵[教学时数]12学时[主要内容]1.了解系统、环境、相、功、热、热力学能和焓等概念,熟悉热力学第一定律。
2.理解标准摩尔生成焓(ΔfHmθ),掌握热化学方程式,化学反应的标准摩尔焓变(ΔrHmθ)和Hess定律及有关计算。
[教学内容]§2.1 热力学术语和基本概念2.1.1 系统和环境系统:我们研究的对象, 称为系统.环境: 体系以外的其它部分, 称为环境.例如: 我们研究杯子中的H2O, 则H2O是体系, 水面上的空气, 杯子皆为环境. 当然, 桌子, 房屋, 地球, 太阳也皆为环境. 但我们着眼于和体系密切相关的环境, 即为空气和杯子等. 又如: 若以N2和O2混合气体中的O2作为体系, 则N2是环境, 容器也是环境.界面: 体系和环境之间有时有界面, 如H2O和杯子; 有时又无明显界面, 如N2和O 2之间. 此时, 可以设计一个假想的界面, 从分体积的概念出发, 认为VO2以内是体系, 以外是环境.宇宙: 体系和环境放在一起, 在热力学上称为宇宙。
按照体系和环境之间的物质、能量的交换关系, 将体系分为三类:1. 敞开体系: 既有物质交换, 也有能量交换.2. 封闭体系: 无物质交换, 有能量交换.3. 孤立体系: 既无物质交换, 也无能量交换.例如: 一个敞开瓶口, 盛满热水的瓶子, 水为体系, 则是敞开体系; 若加上一个盖子, 则成为封闭体系; 若将瓶子换成杜瓦瓶(保温瓶), 则变成孤立体系. 热力学上研究得多的是封闭体系.2.1.2 状态和状态函数状态: 由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式称为体系的状态.状态函数:确定体系状态的物理量(p,V,T), 是状态函数.特点:①状态一定,状态函数一定。
无机化学—第一章热化学
理想气体状态方程
pV = nRT
p——气体的压力,单位为帕(Pa) V——体积,单位为立方米(m3) n——物质的量,单位为摩(mol) T——热力学温度,单位为“开”(K) R——摩尔气体常数 (8.314 J∙mol-1∙K-1)
从微观上看,理想气体的分子有质量,无体积,是质点;每个分子在
气体中的运动是独立的,与其他分子无相互作用,碰到容器器壁之前
rHm = [4 fHm(NO,g) + 6 fHm(H2O,g)] - [4 fHm(NH3,g) + 5 fHm(O2,g)]
={[4(90.25)+6(-241.82)]-[4(-46.11)]}kJ·mol-1 = -905.48kJ·mol-1
※ 计算时,注意系数和正负号
27
例
反应
rHm/kJ·mol-1 序号
2Cu2O(s)+O2(g) → 4CuO(s)
-292
1
CuO(s)+Cu(s) → Cu2O(s)
-11.3
2
计算 fHm (CuO,s)
解:(2)式×2,得: 2CuO(s)+2Cu(s)→2Cu2O(s) 3
(3)式+ (1)式,得: 2Cu(s)+O2(g)→2CuO(s) 4
(rHm)3=2(rHm)2=-22.6 kJ·mol-1
6
1.1 几个基本概念
❖ 状态:是指用来描述系统压力 p,体积 V, 质量 m和 组成等各种宏观性质的综合表现;
❖ 状态函数:是用来描述系统状态的物理量,如 p,V T,以及内能 U,焓 H,熵 S ;
状态一定,状态函数确定 状态函数之间的关系称为状态方程;
2. 3 热 化 学
对于同一化学反应方程式,例
如方程式(1)
N2 + 3 H2 ——— 2 NH3
不论以 N2,H2 或 NH3 来计
算 ,同一时刻的 都是相等的。
N2 + 3 H2 ——— 2 NH3 例如,依上述方程式,某一
时刻消耗掉 10 mol 的 N2
则有 10 mol = = 10 mol N2 1
用来改变体系的热力学能。
根据关系式 QV = rU QV 和状态函数的改变量 rU 建立了数量关系。 于是为求得 QV 提供了方 便的条件。
根据 QV = rU
当 rU > 0 时, QV > 0,是吸热反应,
rU < 0 时,
QV < 0,是放热反应。
2. 恒压反应热 恒压反应,有 rU = Qp + W
当然这种由于温度变化而产生 的热效应是可以计算出来的。 而且计算化学反应的热效应经
常涉及这类计算。
化学反应中, 体系的热力学能
的改变量写成 rU r:reaction
它等于生成物的 U生 减去反应物的 U反 rU = U生 - U反
rU = U生 - U反 由第一定律 rU = Q + W
搅拌器 电加热器 保温杯盖 温度计 反应物 保温杯外套
保温杯
杯式热量计的构造原理、测量方 法及热量计算均与中学化学和物理课 程中介绍过的热量计较接近。 只是温度的测量更加精确。
(2) 弹式热量计 恒容热效应 QV,如燃烧、爆
炸等反应热的测量,使用的仪器称
为弹式热量计。
引燃线
搅拌器 绝热外套 氧弹 气孔 温度计 样品台 水
C6H12(l)+ 9 O2(g) —— 6 CO2(g)+ 6 H2O(l)
热化学方程式计算方法和书写
热化学方程式计算方法和书写热化学方程式计算方法和书写热化学的计算方法:①根据能量:△H =E总(生成物)-E总(反应物)②根据键能:△H =E总(断键)-E总(成键)③燃烧热:Q(放) =n(可燃物)·△H(燃烧热)④中和热:Q(放) =n(H2O )·△H(中和热)⑤将ΔH看作是热化学方程式中的一项,再按普通化学方程式的计算步骤、格式进行计算,得出有关数据。
⑥如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,即盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。
热化学方程式的书写:一.定义表示化学反应中吸收或放出的热量的化学方程式。
注意:1.热化学方程式不仅可以表示化学反应过程中的物质变化,也可以表示反应中的能量变化。
2.中学化学中的四大守恒定律:质量守恒:所有反应都遵守。
能量守恒:所有反应都遵守。
得失电子守恒:氧化还原反应遵守。
电荷守恒:离子反应遵守。
二.书写原则与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了要遵守书写化学方程式的`要求外还应注意以下几点:1.热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数仅表示该物质的物质的物质的量,并不表示物质的分子或原子数。
因此化学计量数以“mol”为单位,数值可以是小数或分数。
2.反应物和产物的聚集状态不同,反应热△H也不同。
因此,必须注明物质的聚集状态,g是气态,l是液态,S是固态,aq是溶液,由于已经注明物质的聚集状态,所以热化学方程式中不用和↑。
3.反应热△H与测定条件如温度、压强等有关。
因此书写热化学方程式应注明△H的测定条件。
若不注明,则表示在298K、101325Pa 下测定的。
4.在所写的化学方程式的右边写下△H的“+”与“-”、数值和单位,方程式与△H应用空格隔开。
若为放热反应,△H为“-”,若为吸热反应,△H为“+”,由于△H与反应完成的物质的量有关,所以化学计量数必须与△H相对应。
高中化学热化学知识点总结
高中化学热化学知识点总结热化学是高中化学中一个重要的分支,它主要研究化学反应与能量变化之间的关系。
本文将对高中化学热化学的知识点进行总结,包括热化学基本概念、热化学方程式、化学反应的热效应、燃烧热、中和热、溶解热和热化学平衡等内容。
# 热化学基本概念1. 化学反应的能量效应:化学反应伴随着能量的吸收或释放,这种能量变化通常以热能的形式表现。
2. 系统与环境:在热化学中,系统是指发生化学反应的物体或物质,环境是指系统之外的周围物体或物质。
3. 状态函数:温度、压力、体积、内能、焓、自由能等都是状态函数,它们的数值仅与系统的状态有关,与系统达到该状态的途径无关。
# 热化学方程式1. 书写规则:热化学方程式应标明反应物和生成物的相态(s, l, g分别代表固态、液态、气态),并注明反应条件,如温度和压力。
2. 系数:热化学方程式中的系数表示物质的量,它与反应的能量变化成正比。
3. 能量变化:反应的能量变化通常用ΔH(焓变)表示,ΔH = H(生成物) - H(反应物)。
# 化学反应的热效应1. 放热反应:反应进行时释放能量,系统向环境放出热量,ΔH < 0。
2. 吸热反应:反应进行时吸收能量,系统从环境吸收热量,ΔH > 0。
3. 热效应的计算:热效应可以通过实验测定,也可以通过标准生成焓进行计算。
# 燃烧热1. 定义:燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧生成最稳定氧化物时放出的热量。
2. 特点:燃烧热是一种放热反应,其ΔH值总是负值。
3. 应用:燃烧热可用于计算燃料的能量含量和热效率。
# 中和热1. 定义:中和热是指酸和碱发生中和反应生成1摩尔水时放出的热量。
2. 特点:中和反应是放热反应,通常在稀溶液中进行。
3. 测定:中和热的测定需要在恒温条件下进行,以减少热量损失。
# 溶解热1. 定义:溶解热是指物质从固态溶解到溶液中时吸收或放出的热量。
2. 分类:溶解热分为溶解吸热和溶解放热,取决于溶解过程中能量的变化。
热化学
2、热化学方程式
表示化学反应及其反应的标准摩尔焓变关系的方程式叫做热化学方程式。例如:
△U=QV QP=△H H=U+PV
QP = QV +P△V
= QV + △
式中△ 是反应前后气体物质计量数的变化量
2.3.3
化学反应的反应热大小与反应进度 有关。因此引入反应的摩尔热力学能(变)△rUm和反应的摩尔焓(变)△rHm的概念:
上式分别表明了反应进度为1mol时,热力学能的变化量和焓的变化量。
H是状态函数;H与热力学能的单位相同,同样也不能测定它的绝对值。在实际应用中涉及到的都是焓变△H。对于吸热反应,△H﹥0;放热反应,△H﹤0。
H只是温度的函数。通常温度对化学反应的焓变影响很小。在本课程范围内,一般不考虑温度变化对焓变的影响。
化学反应的定压反应热可以用杯式量热计测量。
恒压反应热与恒容反应热的关系:
△U=Q+W
规定:体系吸热, Q>0,放热则Q<0;
体系对环境做功W <0;环境对体系做功W >0;
这是一个经验定律,可统的过程:因为Q=0、W=0,所以,△U=0。即隔离系统的热力学能U是守恒的。
●循环过程:系统由始态经一系列变化由回复到原来状态的过程叫做循环过程。△U=0,所以,Q=-W。
C(石墨.298 15K. )+H2(g. 298 15K. )+O2(g.298 15K. )=CH3OH(g. 298 15K. )
高二化学热化学
反应中的能量变化◎重难点1.热化学方程式的书写2. 盖斯定律3.反应体系能量示意图◎本章知识网络知识点1热化学方程式1.书写热化学方程式时的注意点(1)要注明,但中学化学中所用ΔH的数据一般都是在101kPa和25℃时的数据,因此可不特别注明;(2)需注明ΔH的“+”与“—”,“+”表示,“—”表示;比较ΔH的大小时,要考虑ΔH的正负。
(3)要注明反应物和生成物的状态。
g表示,l表示,s表示;(4)各物质前的化学计量数表示,可以是整数也可以是分数。
2.热化学方程式时的意义⑴表示单位物质的量的反应完全反应时的热量变化⑵表示反应完全进行时的热量变化⑶所采用单位为物质的量。
〖例1〗已知:H2(g)+F2(g)= 2HF(g)+270kJ △H= —270KJ/mol,下列说法正确的是( ) A.2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJC.在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ〖变式训练1〗已知298K时, N2(g)+3H2(g) 2 NH3(g);△H=-92.4kJ/mol, 在相同条件下,向密闭容器中加入1molN2和3molH2,达到平衡时放出的热量为Q1,向另一容积相同的密闭容器中通入0.95molN2、2.85molH2和0.1molNH3,达到平衡时放出的热量为Q2,则下列关系式正确的是()A. Q1 = Q2 = 92.4kJB. Q2 < Q1 = 92.4kJC. Q2<Q1<92.4kJD. Q2 = Q1<92.4kJ3.知识应用要知道能量与物质有关,与状态有关,与多少有关,且与物质多少成正比。
〖例2〗已知在25、101Kpa下,1g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。
高中化学热化学方程式
量
ΔH=
成 键 释 放 能 量
反应进程
任何一个化学反应都包括物质的变化和能量的变化。 那么,有什么表达式能把这两种变化都表示出来?
H2 + I2 == 2HI 只表示物质变化
【例1】 在200℃、101kPa时,1 mol H2与碘蒸气作用生成 HI的反应,科学文献上表示为:
200℃
H2(g) + I2 (g)
思考3:温度计上的酸为何要用水冲洗干净?冲 洗后的溶液能否倒入小烧杯?为什么?
答:因为该温度计还要用来测碱液的温度,若不冲洗, 温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失,故要 冲洗干净;冲洗后的溶液不能倒入小烧杯,若倒入,会 使溶液的总质量增加,而导致实验结果误差。
3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入 下表。
3、书写热化学方程式的注意事项
1、标条件(一般不写催化剂,点燃,加热也不写)
注明反应的温度和压强。但在 25℃ 101kPa时进行 的反应可不注明。(普通化学方程式不需注明温度和压 强。)
如H1H244不22((.19gg注.8k))++Jk明/JI12m2/条(mOgo2件)ol(1=2lg0,0=1)0k==℃P即=a=H指=2=:O22(Hg5)I℃(g△)1H△.=0H-1=×-105Pa;
===BaSO4↓+2H2O、CO23-+2H+===H2O+CO2↑、CH3COOH+OH-
===CH3COO-+H2O。
在一定条件下,氢气和甲烷燃烧的化学方程式为: 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l) ΔH= – 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l) ΔH= – 890 kJ/mol 由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完 全燃烧时放出的热量为多少。
热化学方程式
S (s) + O2(g) = SO2(g);H= – 299.62kJ /mol
[ 练习1 ] 250C (1.01×105)Pa下,4g CO在氧气中燃 烧生成CO2,放出 9. 6kJ热量,写出CO燃烧的热化学 方程式。 解: 设2mol CO 燃烧放出的热量为 Q 2CO + O2 = 2CO2
V(H2):V(C3H8) =n(H2):n(C3H8) = 3.75:1.25 = 3:1
[ 例3 ] 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:
2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H= – 571.6 kJ/mol
C3H8(g) +5O2(g)= 3CO2 (g) +4H2O (l); H= – 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则 氢气和甲烷的体积比为 (A) 1:3 (B) 3:1 (C) 1:4 (D) 1:1
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l);H= – 571.6 kJ/mol
意义:
每2mol 氢气与1mol 氧气反应生成
2mol 液态水,放热571.6 千焦。
表示:1
反应物和生成物的种类
2 反应中各物质的物质的量比和质量 3 反应中放出或吸收的热量。
有关热化学方程式的计算
一. 根据反应热书写热化学方程式
如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量, 反应物转化为生成物时放出热量,这是放热反应。反之,如 果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量,反应 物就需要吸收热量才能转化为生成物,这是吸热反应。
二、热化学方程式
• 一般的化学方程式只能表示反应中的物 质变化,不能表明能量变化。 • 热化学方程式不仅表明了反应中的物质 变化,也表明了能量变化。 • 表明反应所放出或吸收的热量的化学方 程式,叫做热化学方程式。
无机化学-热化学
ECC
2 EOH ]
[5 ECH ECC EOH ECO ]
53.5kJ mol1
化学反应热计算小结
依据实验测定( Q p 和 Q v )
应用热化学原理
1、盖斯定律:
r
H
θ m
r
H
θ m1
Δ
r
H
θ m
2
......
2、由标准生成焓计算反应焓
rHm = i f Hm ( 生 ) - i f Hm ( 反 )
凡注明反应热的反应方程式,称为热化学方程式
H2(g) + ½ O2(g) ½ N2(g) + O2(g)
H2O(l) NO2(g )
rHm(298K) = -286kJ·mol-1 rHm(298K) = +34kJ·mol-1
表示热力学标准状态
对单一气体——气体处于标准压力下 1atm=101325Pa 对混合气体——每种气体的分压都出于标准压力下 凝聚态物质——纯液体或固体的标态则指出于标准压力下的 纯物质。 溶液的标态——溶度为1mol ·dm-3
Thermochemical data
指的是能直接用量热计测定的那些反应
应用热化学原理
★ 正反应和逆反应的
r
H
θ m
数值相等, 但符号相反
★ 盖斯定律: 一个化学反应的总焓变与该反应可能涉
及的中间步骤的数目和涉及哪些中间步骤无关
思路和技巧
选择和设计合理、简捷的热化学循环至关重要!
测量恒容反应热的装置
求 C ( 石墨 ) + 1/2 O2 ( g ) —— CO ( g )的 rHm 。
解:
C ( 石墨 ) + O2 ( g )
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