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1. 通过实验测得反应热
利用弹式热量计可测得反应的恒容反应热QV(△rUmΘ),利用杯式热量计可测得反应的恒压反应热Qp(△rHmΘ),根据△rUmΘ和△rHmΘ之间的关系式可以由一种反应热求另一种反应热
△rHmΘ=△rUmΘ+△vRT
2. 由赫斯定律求算反应热
可将反应设计成一个热力学循环过程,进而由赫斯定律间接求算反应的热效应;或利用已知热效应的反应方程式通过加减得到所求热效应的反应,进而计算反应的热效应。
【例2-6】已知
求ZnSO4分解为ZnO和SO3的热效应△rHmΘ。
解 根据所求反应设计热力学循环
由赫斯定律
3. 由生成热求算反应热
查表可获得各种物质的生成热,进一步利用生成热可求算反应热。
4. 由燃烧热求算反应热
如果反应物和生成物是能够发生燃烧反应的物质或燃烧产物,可以由燃烧热计算反应热,特别是对于有机反应热的计算更适用。
5. 由键能E估算反应热
化学反应的实质就是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。断开化学键要吸热,形成化学键要放热,通过分析反应过程中化学键的断裂和形成,应用键能数据,可以估算化学反应的反应热,关系式为
【例2-7】利用键能计算下面反应的反应热。
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
解查表得相关键能E的数据
由反应方程式可知,反应过程中断裂的键有
4个C-H键,1个C=C键,1个H-H键
反应过程中形成的键有
6个C-H键,1个C-C键
所以,反应的热效应为
由键能计算反应热一般误差较大,这和两方面因素有关。一方面,同一类化学键在不同化合物中的键能未必相同,如乙烷中的Ec-c与氯代乙烷中的Ec-c就不相同。另一方面,反应物及生成物的状态也未必能满足定义键能时的反应条件,尤其是有固相或液相参与的反应更是如此(键能是指将气态分子解离为气态原子时断开1mol某化学键的平均解离能)。
在不能准确测得反应热时,由键能来估算反应热还是具有实用价值的。
相关链接:标准摩尔燃烧热
文章来源:《无机化学核心教程(第二版)》
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