化學(xué)反應(yīng)中常伴隨有能量的變化。一個(gè)恒溫化學(xué)反應(yīng)所吸收或放出的熱量稱為該反應(yīng)的熱效應(yīng)。一般把恒溫恒壓下的熱效應(yīng)又稱為焓變(△H)。同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),若反應(yīng)溫度或壓力不同,則熱效應(yīng)也不一樣。
熱效應(yīng)通常可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。先使反應(yīng)物在量熱器中絕熱變化,根據(jù)量熱計(jì)溫度的改變和體系的熱容,便可算出熱效應(yīng)。現(xiàn)以鋅粉和硫酸銅溶液反應(yīng)為例,說(shuō)明熱效應(yīng)的測(cè)定過(guò)程:
Zn+CuSO4→ZnSO4+Cu
該反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)。測(cè)定時(shí),先在一個(gè)絕熱良好的量熱器中放入稍微過(guò)量的鋅粉及已知濃度和體積的硫酸銅溶液。隨著反應(yīng)進(jìn)行,不時(shí)地記錄溶液溫度的變化。當(dāng)溫度不再升高,并且開(kāi)始下降時(shí),說(shuō)明反應(yīng)完畢。然后根據(jù)下列計(jì)算公式,求出該反應(yīng)的熱效應(yīng):
△H=-△TCVρ/n
式中,△T為溶液的溫升(K),c為溶液的比熱容[kJ(kg·K)-1],V為CuSO4溶液的體積(L),ρ為溶液的密度(kg·L-1),n為體積為V的溶液中CuSO4的物質(zhì)的量(mol)。