标准反应焓变(表示为ΔrH ⦵)是指系统中处于标准状态的物质发生反应时的焓变
- - vAA + -vB B + ...→v P P +v Q Q ...
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忽略溶剂和溶质的混合焓或假设是理想溶液时标准反应焓变ΔrH ⦵与标准生成焓ΔfH ⦵的关系:
![{\displaystyle \Delta _{\mathrm {r} }H^{\ominus }=\sum _{B}{v_{B}\Delta _{\mathrm {f} }H^{\ominus }(B)}}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e4c1f329a366c146143651d1425c7a5f6c0f81ef)
在该等式中,v B 是物质B的化学计量数。
与标准反应焓类似的焓变是标准生成焓。考虑到反应物和产物的标准生成焓,可以计算任何条件下任何反应的焓变。
- 定义:在标准状态的温度和压力下,反应物在相同温度和压力下,转化为产物时吸收或放出的热量。
- 反应焓在不同条件下的测量:
- (1)恒容
- (2)恒压
这两种情况下反应热大小是不同的。(1)在恒容条件下,因反应在刚性密闭容器中进行所以体积保持恒定,并且因为体积没有变化,因此也不涉及体积功。
根据热力学第一定律:
得出恒容反应热等于化学反应中内能的变化量(ΔU)。
化学反应中发生的放热/吸热变化仅仅是由于产物内能之和与反应物内能之和之差。
![{\displaystyle Q_{v}=\sum U_{p}-\sum U_{r}}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2a60d62d63e4939a5a290d3d793f08207e484983)
这也表明在恒容反应热可以通过热力学能的变化量变化来计算。
(2)在恒压下,系统要么保持对大气开放,要么限制在容器内,在该容器上施加恒定的外部压力,并且在这些条件下系统的体积发生变化。
恒压下的反应热不仅涉及系统内能的变化量,还涉及系统的体积功。
![{\displaystyle Q_{p}=\Delta U+W}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/017b622e2bf76ee1927c646e1757db245ee46b4a)
如果是恒压反应热,那么
![{\displaystyle Q_{p}=\Delta H=\Delta U+P\Delta V.}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cdf5be8005540c7d26b5d93bda36fe2cda4843c4)
![{\displaystyle Q_{p}=\left(\sum U_{p}-\sum U_{r}\right)+P\left(V_{p}-V_{r}\right)}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2516ae576b48ea480c0582f0bac69555643f96fa)
![{\displaystyle Q_{p}=\left(\sum U_{p}+PV_{p}\right)-\left(\ sumU_{r}+PV_{r}\right)}](//wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/364d6f5d405c5fecb872d0caceeab007a7ceaf70)
取定义
。
得,
在恒定压力下,非体积功为零时系统的反应热等于焓变。
子链接
在每种情况下,“标准”一词意味着所有反应物和产物都在标准状态中。
- 中和反应焓是当酸和碱进行中和反应形成1摩尔水时发生的焓变化。
- 标准升华焓或升华热定义为升华1摩尔物质所需的焓。
- 标准溶液的焓(或溶液的焓变或溶液的热量)是在恒定压力下物质在溶剂中溶解的焓变化。
- 标准氢化焓定义为当1摩尔不饱和化合物与过量氢气反应完全饱和时观察到的焓变化。
外部链接