6.7: Термохимические уравнения
Для химической реакции (системы), осуществляемой при постоянном давлении – с единственной работой, проведенной в результате расширения или сжатия – энтальпия реакции (также называется жара реакции, ΔHrxn) равна теплообмену с окружающей средой (qp).
Изменение энтальпии является обширным свойством, и оно зависит от количества реагенты, участвующего в реакции (или количества молей реагенты). Изменение энтальпии специфически к реакции, и физические состояния реагент и вида продукции важны. Экзотермическая реакция характеризуется значением ΔHrxn, в то время как эндотермическая реакция имеет значение +ΔHrxn value.
Так как количество тепла, выделенное или поглощенное реакцией, соответствует количеству каждого вещества, потребляемого или производимого реакцией, удобно использовать термохимическое уравнение для представления изменений как вещества, так и энергии. В термохимическом уравнении изменение энтальпии реакции показано как ΔHrxn, и обычно оно приводится по уравнению для реакции. Величина ΔHrxn указывает количество тепла, связанное с реакцией, указанной в химическом уравнении. Знак ΔHrxn указывает на то, является ли реакция экзотермической или эндотермической, как написано. В следующем уравнении 1 моль газообразного водорода и 1/2 моль газообразного кислорода (при некоторой температуре и давлении) реагируют на формирование 1 моль жидкой воды (при той же температуре и давлении).
Это уравнение показывает, что в окружающую среду выделяется 286 кДж тепла. Другими словами, выделяется 286 кДж тепла (реакция экзотермическая) для каждого моль водорода, потребляемого или для каждого моль воды, которая производится. Поэтому энтальпия реакции — это коэффициент пересчета, который можно использовать для расчета количества тепла, выделенного или поглощенного во время реакций, связанных с определенным количеством реагенты и продуктов.
Если коэффициенты химического уравнения умножаются на какой-то коэффициент (т.е. если изменяется количество вещества), то изменение энтальпии должно быть умножено на тот же коэффициент.
(двукратное увеличение сумм)
(двукратное уменьшение сумм)
Чтобы показать, что изменение энтальпии реакции зависит от физических состояний реагенты и продуктов, рассмотрите возможность образования газообразной воды (или водяного пара). Когда 1 моль газообразного водорода и ½ моль газообразного кислорода реагируют на форму 1 моль газообразной воды, выделяется только 242 кДж тепла, в отличие от 286 кДж тепла, которое выделяется при формировании жидкой воды.
