熱化学の法則

エンタルピーと熱化学方程式を理解する

WLADIMIR BULGAR /ゲッティイメージズ

熱化学方程式は他のものと同じ 平衡方程式 ただし、反応の熱流も指定します。熱流は、記号 ΔH を使用して式の右側に表示されます。最も一般的な単位はキロジュール (kJ) です。以下に 2 つの熱化学方程式を示します。

ひ₂(g) + ½ O₂(ト) → H₂O (l); ΔH = -285.8kJ

HgO (s) → Hg (l) + ½ O₂(g); ΔH = +90.7kJ

熱化学方程式を書く

熱化学方程式を書くときは、次の点に注意してください。

1. 係数は、 ほくろ .したがって、最初の式では、-282.8 kJ は 1 mol の H の場合の ΔH です。₂O (l) は 1 mol の H から形成される₂(g) および ½ mol O₂.
2. エンタルピー変化 相変化の場合、物質のエンタルピーは、それが固体、液体、気体のいずれであるかによって異なります。 (s)、(l)、または (g) を使用して反応物と生成物の相を指定し、正しい ΔH を参照してください。 生成熱表 .記号 (aq) は、水 (水溶液) 溶液中の種に使用されます。
3. 物質のエンタルピーは温度に依存します。理想的には、反応が行われる温度を指定する必要があります。の表を見ると、 形成熱 、ΔHの温度が与えられていることに注意してください。宿題の場合、および特に指定がない限り、温度は 25°C であると想定されます。現実の世界では、温度が異なる場合があり、熱化学計算はより困難になる可能性があります。

熱化学方程式の性質

熱化学方程式を使用する場合、特定の法則または規則が適用されます。

ΔH は、反応する、または反応によって生成される物質の量に正比例します。エンタルピーは質量に正比例します。したがって、方程式の係数を 2 倍にすると、ΔH の値は 2 倍になります。例えば：
1. ひ₂(g) + ½ O₂(ト) → H₂O (l); ΔH = -285.8kJ
2. 2時間₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (l); ΔH = -571.6kJ
反応の ΔH は、逆反応の ΔH と大きさは同じですが、符号が逆です。例えば：
1. HgO (s) → Hg (l) + ½ O₂(g); ΔH = +90.7kJ
2. Hg (l) + ½ O₂(l) → HgO (s); ΔH = -90.7kJ
3. この法律は一般的に適用されます 相変化 、ただし、熱化学反応を逆にする場合は当てはまります。
ΔH は、関連するステップ数とは無関係です。このルールは ヘスの法則 .反応の ΔH は、それが 1 つのステップで発生するか一連のステップで発生するかにかかわらず同じであると述べています。別の見方をすると、ΔH は状態特性であるため、反応経路とは無関係である必要があります。
1. 反応 (1) + 反応 (2) = 反応 (3) の場合、ΔH₃= ΔH₁+ ΔH₂