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热效应种类

2022/07/16134 作者:佚名
导读:在等温度过程中,体系吸的热因过程不同,有反应热(如生成热、燃烧热、分解热与中和热)、相变热(如蒸发热、升华热、熔化热)、溶解热(积分溶解热、微分溶解热)、稀释热等。根据等容、等压等过程,热效应可分为等容热效应与等压热效应。等容过程的热效应,称等容热效应;等压过程的称等压热效应。化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的,故手册中列出的有关数据,一般是等压热效应。由于这些过程一般不伴随其他功(只有

在等温度过程中,体系吸的热因过程不同,有反应热(如生成热、燃烧热、分解热与中和热)、相变热(如蒸发热、升华热、熔化热)、溶解热(积分溶解热、微分溶解热)、稀释热等。根据等容、等压等过程,热效应可分为等容热效应与等压热效应。等容过程的热效应,称等容热效应;等压过程的称等压热效应。化学反应、相变过程等一般是在等压条件下进行的,故手册中列出的有关数据,一般是等压热效应。由于这些过程一般不伴随其他功(只有体积功),等压热效应就等于体系焓的增量,用符号△H表示。若为负值,表明过程放热。这类数据广泛应用于科学研究、工业设计与生产等领域。

电流热效应:简单的说,电流通过导体时电能转化成热,这个现象叫做电流的热效应。

生成热

由稳定单质化合生成1mol化合物的恒压反应热效应,称为该化合物的生成热,又称生成焓。规定所有温度下最稳定的单质的焓值为零,所以由稳定单质生成化合物的反应焓变即为该化合物的相对焓值-生成热。为了进行统一的计算和比较,往往用标准生成热,即在指定温度时,101325Pa下,由稳定单质生成1mol化合物时的反应热,就是该温度时化合物的标准生成热。

燃烧热

1mol物质在指定条件下完全燃烧时的热效应称为该物质的燃烧热。所谓完全燃烧是指产物处于稳定的聚集状态,如C变为CO2(g),H变为H2O(l),S变为SO2(g),N变为N2(g),Cl变为HCl水溶液等。物质的燃烧热可以由热力学手册查得,大多数手册所列为25摄氏度、101325Pa下物质的燃烧热,称为该物质的标准燃烧热。

目前,人们对燃烧热的利用已非常广泛,最常见的为利用生活垃圾的燃烧热来发电。随着人类对已知能源的不断开采利用,全球将面临能源危机,但是发现的新资源海底可燃冰将为人类解决这一难题 。

离子的生成热

对于有离子参加的反应,如果能够知道离子的生成热,则离子反应热也可按照(3-22)、(3-23)求出。所谓离子生成热是指在101325Pa和指定温度下,由最稳定的单质生成1mol溶于无限大量水溶液中的相应离子所产生的热效应。但是,在一个反应里正负离子总是同时存在,无法直接计算一种离子的生成热,为此,必须建立一个相对标准,习惯上规定H (∞,aq)的标准摩尔生成热为零。即:

1/2H2(g)=H (∞,aq) e(H (∞,aq))=0

将其他离子与其比较,从而得到各离子的标准生成热。

例如已知H2(g) 1/2O2(g)=H2O(l)=-285.83kJ.mol-1

H2O(l)=H (∞,aq) OH-(∞,aq)=55.84kJ.mol-1

则以上两方程相加,得H2(g) 1/2O2(g)=H (∞,aq) OH-(∞,aq)

=-285.83kJ.mol-1 55.84kJ.mol-1=-229.99kJ.mol-1

由于(H (∞,aq))=0

所以1/2H2(g) 1/2O2(g)=OH-(∞,aq)

=-229.99kJ.mol-1这就是OH-离子的标准摩尔生成热。

溶解热

物质溶解过程通常也伴随着热效应,如硫酸、苛性钠等物质溶解于水中,产生放热现象;而硝酸铵溶于水中则发生吸热现象。这是由于形成溶液时,粒子间相互作用力与纯物质不同,发生能量变化,并以热的形式与环境交换之故。物质溶解过程所放出或吸收热量的多少,与温度、压力等条件有关,如果不加注明,常常指25oC及101325Pa的条件。

1mol溶质溶解于一定量溶剂中,形成某一浓度的溶液时所产生的热效应称为该浓度溶液的积分溶解热。由于溶解过程中溶液浓度不断变化,因而积分溶解热称为变浓溶解热。符号ΔHint。而1mol溶质溶解于一定浓度的无限大量溶液中,所产生的热效应称为该溶质在此浓度下的微分溶解热,也叫定浓溶解热,符号ΔHdiff。溶解热单位J.mol-1或kJ.mol-1

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