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物理化学

热化学

热化学定量描述反应中的热交换,并用焓、赫斯定律和键能估算热效应。

恒压下,反应热等于体系的焓变。符号以体系为准:放热反应有 ΔH<0\Delta H<0。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位,并在解释结果前检查量纲。

ΔHrxn=Hproduits−Hreˊactifs=qp\Delta H_{\mathrm{rxn}} = H_{\mathrm{produits}} - H_{\mathrm{réactifs}} = q_p

定义: 赫斯定律

焓是状态函数,因此总 ΔH\Delta H 只取决于初态和终态。热化学方程式可反向或倍乘;反向时 ΔH\Delta H 符号也反转。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态,不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

碳燃烧反应 C + O₂ → CO₂ 的 ΔH=−394\Delta H=-394 kJ/mol。若两步路径分别为 −110 和 −284 kJ/mol,总和仍为 −394 kJ/mol。

解答

将各步相加:−110+(−284)=−394-110+(-284)=-394 kJ/mol。方程式已对应1 mol碳,无需再乘系数。

概念总结
概念说明单位 / 备注
核心关系式在所述条件下使用检查单位与符号约定
测量量联系状态或过程将数据与模型比较
适用范围对具体条件建模应用前检查假设

标准生成焓 ΔHf∘\Delta H_f^\circ 按化学计量数求和,反应焓为生成物减反应物。用键能时则为断键总能减去成键总能。

根据上例给定数据,得出哪个结果?

哪项陈述符合本课内容?

参考文献

  1. Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Thermochemistry