關於此實驗
透過反轉並乘以測得反應步驟的係數,建構間接反應路徑。明確抵消中間體,接著驗證為何一致的熱化學數據會得出與路徑無關的焓變。
學習目標
- 將化學方程式視為帶符號的化學計量向量相加。
- 反轉反應或縮放反應時,焓變也要相應地反轉或縮放。
- 區分配平的目標反應方程式與能量數值偶然相符的情況。
使用方法
- 1選擇碳轉化為二氧化碳的目標反應,並建構一條經過一氧化碳的路徑。
- 2反轉一個反應步驟,間接推導一氧化碳的生成反應。
- 3加入一個閉合反應循環,並驗證淨物種和焓變均未改變。
- 4引入測量偏移並重複該循環,以揭示輸入數據的不一致。
模型
假設
- 參考焓是在 298.15 K 下石墨、氣態氧、一氧化碳和二氧化碳的取整值。
- 刻意設定的測量偏移只影響一個回報的步驟。它顯示的是資料不一致,而非能量守恆定律失效。
- 目標比對是對化學計量向量進行精確檢驗,其中包括分數氧係數。不對化學動力學作出預測。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼反轉化學方程式會使其焓的符號也反轉?
- Q2為什麼僅僅符合焓的數值不足以證明赫斯定律路徑有效?
常見問題
存在偏移時,為什麼加入一個循環會改變答案?
修改後的資料不再代表一組一致的狀態焓。循環殘差揭示了這種不一致。
中間路徑必須是實驗室中可實際進行的合成反應嗎?
不必。赫斯定律以代數方式組合熱化學狀態變化;它並不表示所選的每條路徑都是方便的反應機制。
