确定反应的焓

作者: Christy White
创建日期: 4 可能 2021
更新日期: 1 七月 2024
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02化学能与热能的相互转化   化学反应与能量    高中化学
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内容

无论何时在厨房或化学实验室中混合化学成分,都将产生新的物质,我们称之为“产品”。在这些化学反应过程中,热量可能会从环境中吸收或散发到环境中。化学反应与环境之间的热交换称为反应焓,记作∆H。要找到∆H,请阅读以下文章。

  1. 准备用于化学反应的反应物。 为了正确地测量反应的焓,您首先需要具有正确量的每种反应物。
    • 例如,假设您要查找由氢和氧形成水的反应的焓:2H2(氢)+ O2(氧)→2H2O(水)。出于本示例的目的,假设我们有2摩尔的氢和1摩尔的氧。
  2. 清洁反应容器。 为确保反应不会受到污染,请清洁要使用的反应容器(通常是量热计)。
  3. 将搅拌棒和温度计放入反应容器中。 根据需要准备混合物,并通过将搅拌棒和温度计同时保持在热量计中来测量其温度。
  4. 将反应物倒入反应容器中。 一切准备就绪后,您可以将反应物放入量热仪中。然后立即将其关闭。
  5. 测量温度。 使用放置在量热计中的温度计,在添加反应物后立即记录温度。
    • 在上面的示例中,假设您将氢气和氧气放入量热计,将其关闭,并注意到温度(T1)为150K(这是非常低的)。
  6. 继续回应。 给物质一些时间进行反应,必要时进行搅拌以使其完全加速。
  7. 再次测量温度。 反应完成后,再次记录温度。
    • 在该示例中,假设第二温度为(T2)或95K。
  8. 计算T1和T的温度差。 您将差异记为ΔT。
    • 在示例中,您可以按以下方式计算∆T:
      ∆T = T2-T1 = 95K-185K = -90K
  9. 确定反应物的总质量。 如果要计算反应物的总质量,则需要组分的摩尔质量。摩尔质量是一个常数。您可以在标准周期表或其他化学表中找到这些。
    • 在上面的示例中,您使用的氢和氧的摩尔质量分别为2g和32g。由于您有2摩尔的氢气和1摩尔的氧气,因此可以按以下方式计算反应物的总质量:
      2x(2g)+ 1x(32g)= 4g + 32g = 36g
  10. 计算反应的焓。 完成此操作后,您可以确定反应的焓。该公式如下所示:∆H =(m)x(s)x(∆T)
    • 式中,m为反应物的总质量。 s是比热,对于每个元素或复合材料来说,它也是恒定的。
    • 在上面的示例中,最终产品是水,比热为4.2 JK-1 g-1。因此,反应的焓可以计算如下:
      ∆H =(36克)x(4.2焦耳-1 g-1)x(-90K)= -13608焦耳
  11. 记录结果。 如果您的答案是否定的,则反应是放热的:热量散失到环境中。如果答案的标志是肯定的,则反应是吸热的:热量从环境中吸收。
    • 在上面的示例中,最后一个答案是-13608J。因此,这是一个放热反应,它消耗大量能量。

尖端

  • 这些计算以开氏(K)进行,开氏(K)是温度测量的尺度,就像摄氏温度一样。如果要将开氏温度转换为摄氏温度,只需加273度即可:K = C + 273。