反应热和焓变的区别
两者虽然都表示某种反应的吸收或放出的热量,但是它们有本质的不同。
如何正确理解和运用它们呢?这就要联系实际,具体情况具体对待了。
一、什么叫做反应热?
加热物质时,被反应所消耗的热量称为该反应的反应热。
其计算公式: q=△Ht-△Hu 其中: Q——被反应消耗的热量, J;△Ht——加热时间内反应的转换成热量;△Hu——加热后转化成的热量。
我们知道,在一定条件下,不管是放热还是吸热,总是反应物的温度升高。
而加热反应的实质,是由于发生了化学反应,生成了新的物质,使得平衡向着反应方面移动,反应速率增大了。
因此,加热时的热效应必须比冷却时大才行。
例如:常压干馏石油产品时,当温度上升到270℃以上,反应开始剧烈进行,石油馏出率很快提高,当温度超过300℃以上,反应又趋缓慢,这个温度范围就称为反应热变化区域。
但是,在另外一些场合,反应热变化并没有这样显著,也许在某个特殊的情况下,会使反应达到一个极限。
二、什么叫焓变?它与反应热的关系怎样?
这是什么原因呢?反应热:物质在某一状态下单位时间内所释放或吸收的热量,叫做该物质在这一状态下的反应热。
焓变:焓的改变量,单位为焦/千克(J/ kg)。
焓变只是描述物质热容量的物理量,只与物质的质量、形状无关。
物质的体积越小,所含的能量越多,焓值就越大。
三、为什么要对物质进行热量计算呢?根据研究的需要来选择相应的计算数据,是非常重要的。
这里介绍几点关键的地方。
首先
要明确哪些量可以直接从物质的热力学性质得到,那些则必须通过计算求得。
1.热力学第一定律是计算反应热和焓变的依据。
2.计算反应热和焓变最基础的量是定容比热容 Cp 和定压比热容 Cv。
3.标准摩尔反应焓变和标准摩尔反应吉布斯自由能变化(△G)均可以由焓变计算法和吉布斯自由能变化(△G)计算法得到。
4.除定压反应吉布斯自由能变化(△G)之外,任意两种热力学数据的计算结果是完全等价的。
5.焓变与反应热的定义和计算公式的推导基本一致。
四、焓变计算的特点是什么?物质的焓变都是随温度的升高而降低,而反应热都是随温度的升高而增加。
五、什么叫做平衡态?在研究反应时,为什么往往忽略温度对化学平衡的影响呢?平衡态是指参加反应的
各物质同时处于稳定的状态。
即认为反应前后物质的浓度、压强、温度和组成不再改变。