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| 열화학 |
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| 글쓴이 : 운영자 고유ID : 운영자
날짜 : 00-00-00 00:00
조회 : 12905
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열화학
1. 반응열
1) 엔탈피(H)
a) 어떤 물질이 일정한 압력하에서 생성되는 동안 그 물질 속에 저장된 열에너지
b) 엔탈피는 온도, 압력에 따라 다르다.
c) 엔탈피가 작은 물질이 안정하다.
* 표준엔탈피 : 1 기압, 25℃에서 반응물이 생성물로 변할때의 엔탈피의 변화
2) 반응열(ΔH) = 일정압력하 엔탈피의 변화 = 화학반응이 일어날 때 방출 또는
흡수되는 열
3) 반응열의 종류
a) 연소열 - 물질 1몰이 연소할 때 발생하는 열
b) 생성열 - 물질 1몰이 성분원소의 단체로 부터 생성될때 출입하는 열
c) 분해열 - 화합물 1몰을 성분원소의 단체로 분해될때 출입하는 열
d) 중화열 - 산의 H+ 1몰과 염기의 OH- 1몰이 중화할 때 발생하는 열
e) 용해열 - 물질 1몰이 다량의 용매에 녹을 때 출입하는 열
2. 열화학반응식
1) 발열반응 : 엔탈피가 큰 물질이 화학반응을 하여 연탈피가 작은 물질로
변할때 그 차에 해당하는 열을 방출하는 반응
△H = 음의 값, 생성물질이 더 안정함
2) 흡열반응 : 엔탈피가 작은 물질이 화학반응을 하여 연탈피가 큰 물질로
변할때 그 차에 해당하는 열을 흡수하는 반응
△H = 양의 값, 반응물질이 더 안정함
3) 반응열과 엔탈피 관계
반응열 (ΔH) = 생성물질의 총 엔탈피 - 반응물질의 총 엔탈피
4) 열화학 반응식
H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) + 68.3kcal Q=68.3kcal
H2(g) + ½O2(g) → H2O(l) + 68.3kcal ΔH=-68.3kcal
* 표기방법
- 물질의 상태, 반응조건, 온도, 압력이 나타나야 한다.
s : solid (고체), l : liquid (액체)
g : gas (기체), aq : aqueous (수용액)
- 일반적으로 25℃, 1기압이다.
- 계수가 변하면 반응열도 달라진다.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + 136.6kcal
3. 결합에너지
1) 결합에너지 : 원자간 공유결합을 끓는데 필요한 1몰당의 에너지
2) 해리에너지 : 다원자 분자를 성분원자로 만드는 데 필요한 에너지
3) 결합에너지의 세기
a) 다중 결합일수록 결합력이 강하다.
C-C : 결합에너지 82.6 kcal/mol
C=C : 결합에너지 147 kcal/mol
C≡C : 결합에너지 201 kcal/mol
b) 극성이 커질수록 결합세기가 증가한다.
HF > HCl > HBr > HI
4) 평균 결합에너지 (kcal/mol)
O-O : 34.9
I-I : 36.2
F-F : 38
N-H : 39
Br-Br : 46.2
Cl-Cl : 57.9
C-Cl : 80
C-C : 82.6
C-O : 85
C-H : 98.7
N=N : 100
H-H : 104
O-H : 111
O=O : 117
C=C : 147
C=O : 192
C≡C : 201
N≡N : 226
5) 반응열의 계산
반응열(H) = (생성물질의 결합에너지 총합 - 반응물질의 결합에너지 총합)
반응열 Q = c * m * t
(c : 물질의 비열, m : 물질의 질량, t : 온도변화)
4. 헤스의 법칙(총열량 불변의 법칙)
화학반응이 일어날 때, 처음 상태와 나중 상태가 같으면 반응경로에 관계없이
반응열의 총합은 항상 일정하다.
경로 A C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔHA = -94.0kcal
경로 B I. C(s) + ½O2(g) → CO(g) ΔH1 = -26.0kcal
II. CO(g) + ½O2(g) → CO2(g) ΔH2 = -68.0kcal
ΔHA = ΔH1 + ΔH2 = (-26.0kcal) + (-68.0kcal) = -94.0kcal
∴ A경로의 반응열과 B경로의 반응열의 합은 어떤 경로를 거쳤던지 94.0kcal로
동일하다.
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