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第十章 熱化學 講義 一、熱化學概論： 討論化學反應時，物質能量變化與化學反應熱量的熱力學。 (1). 熱化學方程式： 指一般化學方程式，標示上物質狀態（ g 、l 、s 、aq ），並標示化學反應熱於方程式後方。 反應： C(s) + O2(g) → CO2(g) △H= + 12.5Kcal 或 C(s) + O2(g) + 12.5Kcal → CO2(g) . △H為化學反應中產物與反應物的焓變化。於常壓下，相等於化學反應熱（qp）（簡稱為反應熱）【 △H＝qp 】。 承上題，△H＝qp ＝ 。 . 由反應過程的物質焓變化，說明與反應熱之關係？ C(s) + O2(g) → CO2(g) △H= + 12.5Kcal （△H＝H生成物－H反應物） 1. 生成物總焓大於反應物總焓，即△H＞0（△H= ＋） 為吸熱反應。 2. 生成物總焓小於反應物總焓，即△H＜0（△H= －） 為放熱反應。 . △H (正反應) ＝－ △H (逆反應) . 當化學反應在NTP（1 atm、25℃）下進行，反應熱稱為標準反應熱（△H0、△H25℃）。 例1：寫出氫氣與氧氣合成一莫耳水的熱化學方程式？ 標準反應熱（△H0）為 － 68.3174Kcal / mole （ Kcal / mole 為莫耳反應熱，寫方程式時，主要物質的係數要為「1」 ） 例2：寫出一莫耳乙烷完全燃燒之熱化學方程式？ 標準反應熱（△H0）為 – 372.82 Kcal / mole （完全燃燒指物質與氧氣（O2）反應，生成水（H2O）及二氧化碳（CO2），此反應熱亦稱為燃燒熱 ） 二、 化學反應熱的種類： (1). 依反應系統區分為： . 恆壓反應熱（ qp ＝△H ）：恆壓下，化學反應的反應熱。狹義的反應熱即指恆壓反應熱。 . 恆容反應熱（ qv＝△E ）：恆容下，化學反應的反應熱 (鋼瓶內的反應)。 且 △H ＝ △E + △nRT （ qp ＝ qv + △nRT ） ＊△n為氣體生成物莫耳數總和 － 氣體反應物莫耳數總和 例1：若苯甲酸（C6H5COOH）完全燃燒反應之恆壓反應熱為 – 771.4千卡/莫耳，試計算此反應之恆容燃燒熱？ 例2：已知反應 3/2 H2(g) + 1/2 N2(g) →NH3(g) ，在25℃的恆容反應熱為－43.723 kJ / mol ，試求其定壓反應熱為若干？ (2). 依特定反應種類區分為： . 標準莫耳生成熱（△）： 常溫常壓下，自成分元素生成一莫耳物質的反應熱，生成熱是最重要的反應熱。 反應： C(s) + 2H2(g) → 1 CH4(g) △ = －17.89Kcal / mole 1. 25℃，1atm下，莫耳生成熱稱為標準莫耳生成熱（△），可能為吸熱（＋）或放熱（－） 2. 最穩定的元素（石墨、O2、N2、H2 …斜方硫….）之 △＝0 。 3. 生成反應之逆反應可表示為： (A) 分解熱：一莫耳化合物分解為成分元素時之反應熱（分解熱＝ －生成熱）。 (B) 解離熱：一莫耳化合物分解為成分原子時之反應熱。 例1：寫出甲烷之分解熱及解離熱，其熱化學方程式？ 甲烷之△ = －17.89Kcal / mole 分解 ＞ 解離 ＞ 例2：水蒸氣、水之標準莫耳生成熱分別為 – 57.7979 、－68.3174 Kcal / mole，請寫出二者的 熱化學方程式？ 並解釋二者生成熱大小的意義？ 水蒸氣 ＞ 水 ＞ 二者生成熱的比較： 例3：