无机化学(第三版)
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*第五节 热化学方程式

一、热化学方程式的表示

化学反应都伴随着能量的变化。这些能量可以是热能、声能、光能和电能等,通常表现为热能的形式,即有吸热或放热的现象发生。例如,CaCO3的分解需吸收热量;汽油的燃烧、酸碱的中和能放出热量。吸收热量的反应叫做吸热反应;放出热量的反应叫做放热反应。反应中吸收或放出的热量都属于反应热。

例如,在25℃(298.15K),各物质均处于纯态、100kPa的条件下,1mol C在氧气中完全燃烧,放热393.5kJ;而1mol CaCO3加热分解为CaO和CO2气体的反应,吸热1731.5kJ。上述反应可分别表示为:

这种标明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

二、热化学方程式的书写注意事项

书写热化学反应方程式时应注意如下几点:

①反应热写在化学方程式的右边或下方,两者之间用分号或逗号隔开。

反应热的符号为ΔH,单位是kJ·mol-1ΔH>0时为吸热反应,表示反应需由环境提供热量,反应后体系的能量升高;ΔH<0时为放热反应,表示反应向环境放出热量,反应后体系的能量降低。

②注明物质的聚集状态。物质的聚集状态不同,它所含有的能量也不同。随着物质聚集状态的改变,反应热也发生变化。一般,气、液、固三种聚集状态分别用g、l、s表示。例如:

③同一化学反应当以不同的化学计量数表示时,反应热不同。热化学方程式中的化学计量数只代表物质的量,而不代表单个分子数,它可以是整数,也可以是分数。例如:

④注明反应的温度和压力。反应热受温度和压力的影响。化学中规定100kPa为标准压力。一定温度下,各物质均处于纯态、100kPa时的反应热称为标准反应热。不同温度下的标准反应热可表示为:

若不注明温度,均指25℃(298.15K)时的标准反应热。

应用热化学反应方程式可以计算化学反应中的热量变化,对控制稳定的反应条件及合理利用能量都有着重要的实际意义。