反应热

反应热知识要点

反应热是指当一个化学反应在恒压以及不作非膨胀功的情况下发生后，若使生成物的温度回到反应物的起始温度，这时体系所放出或吸收的热量称为反应热。反应热与焓变 1、化学反应中能量变化的原因 从微观角度——物质结构看：化学反应的本质是旧键的断裂和新键的生成，旧键断裂时需要吸收能量，新键形成时需要放出能量，化学反应过程的反应热即是这两个过程共同作用的结果。 从宏观角度——物质内能...更多

反应热是化学反应的必要产物，化学反应是化学反应热的必要源泉，是人类生活和生产活动的必要能量。化学反应热的计算可以分为直接和间接两种。具体计算方法可以分为量热计测量法、燃烧热、键能法、焓法、物质本身能量、热化学方程式和盖斯定律七种。

反应热是热力学第一定律在化学反应中的具体应用。热力学第一定律简单说来就是能量守恒定律，其数学式为:ΔU=Q-W。即体系内能的变化等于以热的形式供给体系的能量减去以对环境作功的形式从体系拿走的能量。

其中体系吸收热量，Q为正值，体系放出热量，Q为负值;体系对环境作功，W为正值，环境对体系作功，W为负值。若将热力学第一定律应用到化学反应中，可以将反应物看作是体系的始态，将生成物看作是体系的终态。

由于各种物质的内能不同，所以反应完后生成物的总内能与反应物的总内能不相等，这种内能的变化在反应过程中就会以热和功的形式表现出来，这就是反应热产生的原因。所谓反应热是指当体系发生化学变化时(体系除作膨胀功外不作其他功)，使生成物的温度再回到反应前的温度，体系放出或吸收的热量。

定义中指明“体系除作膨胀功外不作其他功”是为了使反应热的数值有个统一的量度。例如，反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu可采取两种途径完成:一是让反应物直接在试管中进行。这时体系只作膨胀功而不作其他功。一是让反应构成原电池。当反应进行时体系除作膨胀功外还作电功。这两种途径虽然始、末态一样，但放出的热不同，只有按第一种途径反应放出的热才是该反应的反应热。

定义中还指出要“使生成物的温度再回到反应前的温度”这样可以使测定反应热有个固定的标准，否则反应热的数值会因体系的最终温度而变化莫测。

反应热分为等容反应热Qv和等压反应热Qp。

等容反应热是指在反应过程中体积保持不变时求得的反应热，由热力学第一定律可推得:Qv=ΔU，即在等容过程中，体系吸收的热量全部用来增加体系的内能。

等压反应热是指在反应过程中压力始终不变的情况下测得的反应热，由热力学第一定律可以推得:Qp=ΔH。即在等压过程中，体系服收的热量全部用来增加体系的焓。

通常所谈的反应热如不特别注明都是指等压反应热。

化学反应热是恒压以及不作非膨胀功情况下，化学反应生成物的温度回到反应物的起始温度时体系所放出或吸收的热量。换句话说，化学反应热通常是指：反应体系在等温、等压过程中发生化学变化时所放出或吸收的热量。

化学反应热按其产生原理可以分为：生成热、燃烧热和中和热三种。化学反应热是重要的热力学数据。在一个化学反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则称该反应是放热反应，△H 0，反之则为吸热反应，△H 0。

物质的燃烧热是指，气压101kP时1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放的热量。中和热是指，强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量。反应热的理论计算公式如下：

涉及气体反应中：ΔH=ΔU+Δn(RT)

涉及液体和固体反应中：ΔH=ΔU

式中：U是热力学能;p 是压强;H是焓;n是物质的量;T是绝对温度;R表示气体常数。

反应热的计算是高中化学考试的重点，更多是人类在利用物质和改变世界过程所需确定的重要参数。反应热的计算可以通过直接计算和间接求解计算：

1、直接计算

①量热计测量法：通过反应热对溶液进行升温或降温，用比热容公式进行计算：Q=cm△t;

②燃烧热计算：测量一定质量物质燃烧放出热量进而得出没摩尔质量可燃物的反应热;

③焓法计算：包括标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓。

标准摩尔生成焓：反应热表示反应物在反应状态下的标准摩尔生成焓与它在化学方程式中的化学计量系数的乘积的代数和;标准摩尔燃烧焓：反应热是所有参与反应的物质在该状态下的标准摩尔燃烧焓与该物质在化学方程式中的化学计量系数的乘积的代数和的相反数;

④物质本身能量计算：通过化学方程式得出所有反应物总能量和生成物总能量，相减得到反应热。

2、间接计算

①热化学方程式计算：反应热的绝对值与参加化学反应的物质的量成正比;

②利用键能计算：可以分为据反应物化学键断裂与生成物化学键形成时能量变化计算和据反应物的键能总和与生成物的键能总和之差计算;

③盖斯定律：反应热是矢量，与反应路径无关而与反应体系的初态和末态有关。常用于求解不能被直接测量的物质的反应热。

化学源于生活，又应用于生活。我们应该将化学知识用于实际生活中，解决实际问题，学以致用，并在生活中对化学知识得到更好的理解。生活中比较常见的化学反应及其反应热形式和计算方法举例如下：

(1)燃烧煤及煤气产生的热量烧水和发电等。燃烧热，可以通过量热计直接求解;

(2)运载火箭，液氢和液氧的燃烧，提供推动力。燃烧热，可由物质本身能量进行计算;

(3)工厂生产硫酸过程，需用稀硫酸吸收三氧化硫，同时放出大量的热给水升温。生成热，可以用量热计直接求解;

(4)CO自身能量确定，可以通过盖斯定律进行计算;

(5)电解水过程，可由键能计算。

(6)H2O2和H2SO4混合液萃取电路板金属粉末中的铜。生成热，可以由焓法计算;

(7)固态红磷P和气态Cl2的生成PCl5反应。生成热，可由物质本身能量进行计算;

(8)强酸、强碱中和反应释放热量。中和热，可以通过热化学方程式计算;

(9)电动汽车燃料电池和蓄电池，反应热转化为电能。