吸热和放热焓变
- 一种物质内部的总化学能叫做焓(或热量)
- 当化学反应发生时,化学能发生变化,因此焓也发生变化
- 一个焓的变化由符号ΔH
- Δ=改变;H=焓
- 焓变可以是正的也可以是负的
放热反应
- 当生成物的能量小于反应物时,反应就是放热的
- 热能是发出通过反应到周围的环境
- 的温度的环境增加-这可以用温度计测量
- 的能源的系统降低
- 反应过程中焓下降,所以ΔH是负的
- 放热反应是从热力学角度来看可能(因为反应物的焓是更高的比产品的价格高)
- 但是,如果反应速度太慢,则可能不会发生反应
- 在这种情况下,反应是活动控制
放热反应的焓变
吸热反应
- 当生成物的能量大于反应物时,反应就是吸热的
- 热能是吸收通过的反应从的周围的环境
- 的温度的环境下降-这可以用温度计测量
- 的能源的系统增加
- 反应过程中焓增加,所以ΔH是正的
吸热反应的焓变
焓分布图
- 能级图表示:
- 反应物的能级
- 过渡态-反应中的一种不稳定中间体,不能被分离,其能量高于反应物和生成物
- 生成物的能级
- 的活化能(E一个)
- 反应物分子成功碰撞并开始反应所需的最小能量
- 反应的焓变(ΔH)
- 这可以被描述为从周围环境吸收/释放的总能量或反应物到生成物的能量差
氢与氯反应生成氯化氢气体的能级图
考试技巧
您不需要在图表上知道或标记特定的术语转换状态
工作的例子
绘制甲烷燃烧的能级图
活化能,E一个,焓变是ΔH,甲烷完全燃烧时为+2653 kJ mol-1和-890 kJ mol-1分别。
画出这个反应的能级图。
回答
步骤1:甲烷完全燃烧的化学方程为:
CH4(g) + 2O2(g)→CO2(g) + 2H2O(左)
步骤2:燃烧反应总是放热的(ΔH是负的)所以反应物的能量应该比生成物高
步骤3:在能级图中画出曲线
步骤4:绘制箭头表示E一个和ΔH包括他们的价值观
考试技巧
记住标记能级图的轴!
工作的例子
确定活化能
ΔH为+70 kJ mol-1而且E一个反反应为+20 kJ mol-1.
使用下面的反应路径图来确定E一个对于正向反应。
可逆反应的反应路径图
回答
-
- 的E一个是从反应物的能级到“驼峰”顶部的能量差
- E一个(正向反应)= (+70 kJ mol-1) + (+ 20 kJ mol-1) =+90 kJ mol-1
标准焓定义
- 为了能够比较反应之间的焓变,所有的热力学测量都是在标准条件下进行的
- 这些标准条件是:
- 一个压力100千帕斯卡(你可能会看到一些旧的试题使用101千帕斯卡的数字;确切的数字是101 325 Pa,但为了解决问题,在当前的教学大纲中进行了简化)
- 一个温度(25oC)
- 参与反应的每一种物质都在它的范围内标准物理状态(固体、液体或气体)
- 为了表示反应是在标准条件下进行的,使用符号Ꝋ
- ΔHꝊ=标准焓变
- 这里有一些关于焓变的关键定义你们需要知道
焓定义表
工作的例子
计算反应焓变
一摩尔的水由氢和氧形成,释放286千焦的能量
H2(g) +½O2(g)→H2O (i) ΔHrꝊ= -286 kJ mol-1
计算ΔHrꝊ下面是反应:
2 h2(g) + O2(g)→2 h2O(我)
回答
-
- 因为在上面的问题中形成了两摩尔的水分子,所以释放的能量简单来说就是:
- ΔHrꝊ= 2 mol x (-286 kJ mol-1)
- ΔHrꝊ= -572 kJ mol-1
- 因为在上面的问题中形成了两摩尔的水分子,所以释放的能量简单来说就是:
工作的例子
计算焓变
计算ΔHfꝋ对于下面的反应,假设ΔHfꝋ(铁2O3.(s)] = -824.2 kJ mol-1
4Fe (s) + 3o2(g)→2 Fe2O3.(年代)
回答
-
- 因为有2mol Fe2O3.(s),则上述反应的总焓变为:
- ΔHfꝊ= 2 × (-824.2 kJ mol-1)
- ΔHfꝊ= - 1648 kJ mol-1
- 因为有2mol Fe2O3.(s),则上述反应的总焓变为:
工作的例子
计算焓变
将下列每个标识为ΔHrꝊ,ΔHfꝊΔHcꝊ或ΔH中性粒细胞Ꝋ
- MgCO3.(年代)→MgO (s) + CO2(g)
- C(石墨)+ O2(g)→有限公司2(g)
- HCl (aq) + NaOH (aq)→NaCl (aq) + H2O(我)
答案
回答1:ΔHrꝊ
答案2:ΔHfꝊ等于1mol CO2是由标准状态下的元素形成的吗而且ΔHcꝊ当一摩尔碳在氧气中燃烧时
答案3:ΔH中性粒细胞Ꝋ因为一摩尔水是由酸和碱反应形成的
考试技巧
Δ的HfꝊ元素在其标准状态下的能量是零。
例如,ΔHfꝊ的阿2(g)为0 kJ mol-1