化学热力学的一个分支。中学化学中用“化学反应中的能量变化”来简单地介绍该内容。它用各种量热方法准确测量物理的、化学的以及生物的过程的热效应，从而根据热效应来研究有关现象及规律性。

简介

热力学定律(化学反应热效应 (1).恒容反应热QV (2).恒压反应热QP (3).QP和QV的关系 评注：)

研究方向

热力学温度

热化学气相沉积

《热化学》作家

简介

热化学的测量曾对物理化学的发展起过重要作用。现在，由于量热方法的改进，特别是热测量精度的提高，热化学在燃料、食品以及生物和药物等领域仍具重要意义。热化学的数据（如燃烧热、生成热等）在热力学计算、工程设计和科学研究等方面都具有广泛的应用。热化学，研究物理和化学过程中热效应规律的学科。是化学的一支，也是物理学中热学在化学中的应用。

热力学定律

热力学第一定律是自然界的一条普遍规律，它是人们在生产实践和科学实验的基础上总结出来的，它又叫做能量守恒和转化定律，恩格斯将它誉为19世纪自然科学中具有决定意义的三大发现之一。这个定律的主要内容是：能量有各种不同的形式，能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，而在转化和传递中，能量的数值保持不变。把热力学第一定律具体运用到化学反应上，用实验测定和计算化学反应的热量，研究这方面问题的科学称为热化学。

化学反应热效应

定义：当生成物与反应物温度相同时，化学反应过程中的吸收或放出的热量。化学反应热效应一般称为反应热。

注意必须具备以下条件才是化学反应热效应：

（a）生成物的温度和反应物的温度相同，避免将使生成物温度升高的或降低所引起的热量变化混入到反应热中。

（b）只做体积功不做其它功。

(1).恒容反应热QV

恒容过程中完成的反应称恒容反应，其热效应称恒容反应热QV

QV=∆U即恒容反应过程中，体系吸收的热量全部用来改变体系的内能。

(2).恒压反应热QP

恒压过程中完成的化学反应称为恒压反应，其热效应称为恒压反应热QP

定义状态函数 H=U+PV · · · · · ·焓

焓变：∆H = H2－H1

QP =∆H即在恒压反应过程中，体系吸收的热量全部用来改变体系的热焓，其成立必须具备三个条件

(3).QP和QV的关系

(a).反应进度ζ

ζ=1mol表示ζ=0时计算已有νAmol的A和νBmol的B消耗掉，生成了νGmol的G和νHmol的H，此时进行了1mol反应。

(b).QP和QV的关系

热力学符号含义：

泛指一个过程写成如∆U ∆H等形式，单位J或kJ

指明某一反应而没有指明反应进度，即不做严格的定量计算，写成∆rU ∆rH单位J或kJ

某反应按给定反应方程式进行1mol的内能变化及焓变，反应即ζ=1mol写成∆rUm或∆rHm等形式

则：单位kJ/mol或J/mol

例：25在恒容量热计（钢弹式）中测得1.00mol液态C6H6完全燃烧生成液态H2O和CO2时，放热3264KJ。计算恒压下1.00molC6H6完全燃烧时的反应热。

评注：

(a).ΔU为变化前后气体物质的量的改变。

(b).对理想气体而言ΔnRT=P∆V

(c).若反应体系中无气体，各物质均为凝聚相，体积变化很小则∆V=0,QP≈QV

(d).此题QP与QV相差约4kJ/mol，一般 P∆V项对QP贡献很小

(e).注意R的单位，R=8.314 J/K·mol。

研究方向

热化学主要是研究化学反应中的热量转化问题的。化学反应除了以热的形式与外界环境进行能量交换外，往往还以功的形式进行交换。例如，火药爆炸产生膨胀功，化学电池在电动势作用下输送电荷而作电功等。本节提到的“在化学反应中，在物质变化的同时，还伴随有能量的变化，这种能量变化，常以热能的形式表现出来”。这里的“常以”是指除了以热的形式外，还以功的形式进行能量交换。应当指出，热化学里所讨论的化学反应，都是在一定条件下只作膨胀功，而不作非膨胀功(如电功)的反应。

同一反应，在不同条件下热量的变化不同。如果不指明反应条件而谈热量的多少，是没有意义的。同时，要想比较不同的化学反应的反应热，必须规定反应在同样的条件下进行。为此，规定在压强为101 kPa和25 ℃的条件下的反应热为标准反应热，以便于比较。按状态变化过程的不同，反应热可分为等压反应热、等容反应热；按化学变化的类别不同，反应热可分为生成热、燃烧热、中和热等等。

热力学温度

热力学温度，又叫热力学标温，符号T，单位K（开尔文，简称开）。早在1787年法国物理学家查理（J.Charles）就发现，在压力一定时，温度每升高1℃，一定量气体的体积的增加值（膨胀率）是一个定值，体积膨胀率与温度呈线性关系。起初的实验得出该定值为气体在0℃时的体积的1/269，后来经许多人历经几十年的实验修正，其中特别是1802年法国人盖·吕萨克（J.L.Gay-Lussac）的工作，最后确定该值1/273.15。将上述气体体积与温度的关系用公式来表示，形式如下：

V=V0（1+t/273.15）=V0（t+273.15）/273.15

式中V是摄氏温度为t/℃时的气体体积。若定义t+273.15≡T（于是0℃+273.15=T0）,上述关系就可以用形式更简单的公式来表达：V/T=V0/T0，进一步看，V1/T1=V0/T0，V2/T2=V0/T0,……，自然有V1/T1=V2/T2，即在任何温度下一定量的气体，在压力一定时，气体的体积V与用T为温标表示的温度成反比。这叫做查理-盖·吕萨克定律。事实上这种关系只适用于理想气体。为此，人们起先把T称为理想气体温度（温标），又叫绝对温度（温标）。在热力学形成后，发现该温标有更深刻的物理意义，特别是克劳修斯（Claosius）和开尔文（Kelvin）论证了绝对零度不可达到，便改称热力学温度（温标），并用Kelvin第一个字母K为其单位。物体的温度是构成物体的大量微粒运动（热运动）的激烈程度的宏观体现。例如由单原子分子构成的气体的大量分子的平均动能Ek与它的温度T的关系经统计热力学理论推导为：

E(—)k=3/2kT

其中k=1.391×10-23J/K，被称为玻尔兹曼（Boltzmann）常量，等于气体常量R与阿伏加德罗常量N0之比。

热化学气相沉积

热化学气相沉积是指采用衬底表面热催化方式进行的化学气相沉积。该方法沉积温度较高，一般在800℃~1200℃左右，这样的高温使衬底的选择受到很大限制，但它是化学气相沉积的经典方法。

《热化学》作家

瑞典化学家索雷特