在等压条件下,化学反应的反应热等于焓变,这是因为焓(enthalpy)是一个热力学函数,它包括了系统的内能和对外界做功的能量。在等压条件下,系统的压强保持不变,因此对外界做功的能量可以通过压力乘以体积来表示。
根据热力学第一定律,系统的内能变化等于吸热减去做功。在等压条件下,系统对外界做功可以表示为PΔV,其中P是压力,ΔV是体积的变化量。因此,在等压条件下,焓变(ΔH)可以表示为ΔH = ΔU + PΔV,其中ΔU是系统内能的变化量。
当化学反应发生时,系统的内能会发生变化,同时也会有体积的变化。在等压条件下,焓变可以简化为ΔH = ΔU + PΔV = ΔU + Δ(PV)。由于Δ(PV)可以表示为PΔV,所以在等压条件下,焓变可以简化为ΔH = ΔU + PΔV = ΔU + Δ(PV) = ΔU + ΔnRT,其中Δn是摩尔物质的变化量,R是气体常数,T是温度。
根据定义,反应热(ΔH)是在等压条件下,化学反应中吸热或放热的能量变化。因此,在等压条件下,化学反应的反应热等于焓变(ΔH),即ΔH = ΔU + ΔnRT。这就是为什么在等压条件下,化学反应的反应热等于焓变的原因。