
【化】 heat of reaction; reaction heat
在漢英詞典視角下,“反應熱”(Heat of Reaction)指化學反應過程中釋放或吸收的熱量變化。該概念是熱化學的核心參數,反映物質能量轉化本質。以下從定義、分類、測量及意義四方面闡釋:
反應熱(Heat of Reaction)
指在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下,化學反應體系與環境交換的熱量。其英文術語強調能量交換本質:
定義式:$$Delta H = q_p$$
其中 ( q_p ) 為恒壓熱效應(來源:Atkins《物理化學》)。
定義式:$$Delta U = q_v$$
根據反應條件與類型,主要分為四類:
在标準狀态下,由穩定單質生成1摩爾化合物時的焓變。例:
$$ce{ C(s) + 2H2(g) -> CH4(g) } quad Delta_fH^theta_m = -74.8text{kJ/mol}$$
1摩爾物質完全燃燒的焓變。例:
$$ce{ CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(l) } quad Delta_cH^theta_m = -890text{kJ/mol}$$
稀溶液中強酸強堿反應生成1摩爾水的焓變(約 -57.3 kJ/mol)。
1摩爾溶質溶于大量溶劑時的熱效應。
反應熱通過卡計(Calorimeter) 直接測量,依據能量守恒定律:
$$ q{text{反應}} + q{text{卡計}} = 0 $$
國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)推薦使用彈式卡計(Bomb Calorimeter) 測定恒容反應熱(來源:IUPAC《化學術語綱要》)。
若 ΔH < 0(放熱),反應常自發進行(吉布斯自由能補充判斷)。
如合成氨反應需控制放熱(ΔH = -92.4 kJ/mol),避免催化劑失活。
燃料熱值(Δ_cH)直接決定能源利用率(例:氫氣 Δ_cH = -286 kJ/mol)。
參考文獻
反應熱是熱力學中描述化學反應能量變化的核心概念,其詳細解釋如下:
1. 基本定義 反應熱指化學反應在特定條件下(通常為恒壓或恒容)進行時,系統與環境之間交換的熱量。主要分為:
2. 關鍵特性
3. 測定與計算
4. 典型類别 | 類型| 定義實例 | |------------|----------------------------| | 标準生成熱 | 1mol物質由元素生成時的ΔH(如CO₂:-393.5kJ/mol) | | 燃燒熱 | 1mol物質完全燃燒的ΔH(如甲烷:-890kJ/mol) | | 中和熱 | 強酸強堿生成1mol水的ΔH(約-57.3kJ/mol) |
5. 應用領域
理解反應熱需注意: ① 溫度對ΔH的影響(标準态通常指25℃) ② 物質狀态需在熱化學方程式中标注(如H₂O(l)與H₂O(g)的ΔH不同) ③ 反應進度概念(與物質的量直接相關)
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