大學(xué)化學(xué)課件：第四章（第一部分熱力學(xué)初步）

1、 3掌握酸堿平衡掌握酸堿平衡, ,沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡, ,配位平衡配位平衡, ,氧化氧化還原平衡及其移動(dòng)規(guī)律還原平衡及其移動(dòng)規(guī)律1掌握一些基本概念掌握一些基本概念: :反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度, ,焓變焓變, ,標(biāo)準(zhǔn)摩標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓爾生成焓2掌握可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的概念掌握可逆反應(yīng)和化學(xué)平衡的概念 4.1 4.1 反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度4.2 4.2 能量守恒定律能量守恒定律4.3 4.3 焓與焓變焓與焓變4.5 4.5 化學(xué)平衡化學(xué)平衡4.6 4.6 離解平衡離解平衡4.7 4.7 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡4.8 4.8 配位平衡配位平衡4.9 4.9 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)(1)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方

2、化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向向、程度以及反應(yīng)過、程度以及反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系程中的能量變化關(guān)系(2)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢即化學(xué)反應(yīng)的速率慢即化學(xué)反應(yīng)的速率問題問題可能性可能性現(xiàn)實(shí)性現(xiàn)實(shí)性化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)n化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)是研究化學(xué)反應(yīng)的兩個(gè)十分重要的問題?；瘜W(xué)熱力學(xué)：化學(xué)熱力學(xué)：研究的是化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行的過程中能量變化能量變化的情況以及化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向方向（反應(yīng)物變成產(chǎn)物的可能性）和限度（反應(yīng)進(jìn)行的程度程度）?；瘜W(xué)動(dòng)力學(xué)：化學(xué)動(dòng)力學(xué)：研究的是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢快慢和反應(yīng)的歷程歷程等問題n什么是化學(xué)熱力學(xué)？什么是化學(xué)熱力學(xué)？用熱力學(xué)理論來

3、研究化學(xué)過程及化學(xué)過程中的物理現(xiàn)象。這就是化學(xué)熱力學(xué)?；瘜W(xué)熱力學(xué)第一定律（能量守恒）化學(xué)熱力學(xué)第二定律（能量轉(zhuǎn)化的方向和限度）化學(xué)熱力學(xué)第三定律(熵)化學(xué)熱力學(xué)可以解決下列三個(gè)問題化學(xué)熱力學(xué)可以解決下列三個(gè)問題：(1)化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生？(2)反應(yīng)中伴隨的熱量變化 (3)反應(yīng)進(jìn)行的程度 n問題：出口氣體中含有問題：出口氣體中含有2228CO？n以前認(rèn)為是以前認(rèn)為是CO與鐵礦石接觸時(shí)間不夠。與鐵礦石接觸時(shí)間不夠。n解決辦法：加高爐身、升高爐溫。解決辦法：加高爐身、升高爐溫。n結(jié)果：出口氣體中結(jié)果：出口氣體中CO含量并未明顯減少。含量并未明顯減少。n熱力學(xué)計(jì)算表明，此反應(yīng)不能進(jìn)行到底。熱力學(xué)計(jì)算表明

4、，此反應(yīng)不能進(jìn)行到底。 高爐煉鐵高爐煉鐵Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+CO2(g)合成氨的反應(yīng)合成氨的反應(yīng) N2 (g)+ 3H2 (g) = NH3 (g)n目前的反應(yīng)條件：高溫、高壓。目前的反應(yīng)條件：高溫、高壓。n根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，該反應(yīng)可以在常溫、常根據(jù)熱力學(xué)計(jì)算，該反應(yīng)可以在常溫、常壓下進(jìn)行。壓下進(jìn)行。n解決辦法：研究有效的催化劑及最佳途徑。解決辦法：研究有效的催化劑及最佳途徑。aA + bB cC + dD若反應(yīng)計(jì)量式為：若反應(yīng)計(jì)量式為：則可轉(zhuǎn)化為：則可轉(zhuǎn)化為：Bv0BB B：參加反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物：參加反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物VB：B的反應(yīng)系數(shù)的反應(yīng)系數(shù)(化學(xué)計(jì)量數(shù)化學(xué)

5、計(jì)量數(shù))，生成物取正，反應(yīng)物取負(fù)生成物取正，反應(yīng)物取負(fù)反應(yīng)進(jìn)度可表示：反應(yīng)進(jìn)度可表示：BBBBB0(n)(nn ) 的的單位單位是是molA=-a， B=-b， Y=y， Z=zExample4-1 gNH2gH3gN322 已知反應(yīng)已知反應(yīng) 中各組分的中各組分的含量變化如下表，求反應(yīng)的含量變化如下表，求反應(yīng)的 Tt03.010.00.0t12.07.02.0tmol/n2Nmol/n2Hmol/n3NH mol0 . 11mol)0 . 30 . 2(NNn2211 mol0 . 12mol)00 . 2(NHNHn3311 mol0 . 13mol)0 .100 . 7

6、(HHn2211 解：解：mol5 . 1mol0 . 121 關(guān)于反應(yīng)進(jìn)度關(guān)于反應(yīng)進(jìn)度 的兩個(gè)說明的兩個(gè)說明 指整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)度，而不是指由某個(gè)物質(zhì)指整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)度，而不是指由某個(gè)物質(zhì)。如上例。如上例合成氨的反應(yīng)合成氨的反應(yīng) =1.0 mol，表示消耗了，表示消耗了1.0 mol（NH3）和和1.0 mol（3H2），生成了），生成了1.0 mol（2NH3） 的數(shù)值與方程式的寫法有關(guān)！的數(shù)值與方程式的寫法有關(guān)！ gNH2gH3gN322 gNHgH23gN21322 0t1t3.0 mol 10.0 mol 0.0 mol 3.0 mol 10.0 mol 0.0 mol 2.0 mol 7

7、.0 mol 2.0 mol 2.0 mol 7.0 mol 2.0 mol mol0 . 11 mol0 . 21 用反應(yīng)進(jìn)度表示反應(yīng)速率用反應(yīng)進(jìn)度表示反應(yīng)速率以以NO2的濃度變化來表示的濃度變化來表示以以NO的濃度變化來表示反應(yīng)速率的濃度變化來表示反應(yīng)速率以以O(shè)2的濃度變化來表示反應(yīng)速率的濃度變化來表示反應(yīng)速率tNOvNO212tNOvNO1tOv2NO2 11502502101 . 2500100. 00079. 02105021slmolNONOt115050101 . 25000021. 02105021slmolNONOt1150250t2slmol102 . 25000011.

8、0050OO 可見用反應(yīng)進(jìn)度表示的反應(yīng)速率與所選擇的物質(zhì)無關(guān)?？梢娪梅磻?yīng)進(jìn)度表示的反應(yīng)速率與所選擇的物質(zhì)無關(guān)。2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)4-2-1 體系、環(huán)境與相的概念體系、環(huán)境與相的概念體系：體系：被研究的直接對(duì)象被研究的直接對(duì)象環(huán)境：環(huán)境：體系外與其密切相關(guān)的部分體系外與其密切相關(guān)的部分Example 2取一個(gè)裝有鹽酸溶液的燒杯，投入取一個(gè)裝有鹽酸溶液的燒杯，投入鋅粒進(jìn)行鋅與鹽酸反應(yīng)，哪一部分鋅粒進(jìn)行鋅與鹽酸反應(yīng)，哪一部分是系統(tǒng)？哪一部分是環(huán)境？是系統(tǒng)？哪一部分是環(huán)境？回答：回答：若放有鋅粒的鹽酸溶液是若放有鋅粒的鹽酸溶液是體系體系，則溶液上的空氣和燒，則溶液上的空氣和燒杯及

9、外部空間就是杯及外部空間就是環(huán)境環(huán)境；也可以取燒杯以內(nèi)的物質(zhì)和空間作為也可以取燒杯以內(nèi)的物質(zhì)和空間作為體系體系，那么燒杯，那么燒杯以外的部分就是環(huán)境。以外的部分就是環(huán)境。又如：研究杯中的水、則水是又如：研究杯中的水、則水是體系體系，水面以上空氣，水面以上空氣，盛水的杯子，乃至放杯子的桌子等都是盛水的杯子，乃至放杯子的桌子等都是環(huán)境環(huán)境。體系的分類（體系的分類（1）按照體系與環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換關(guān)系，按照體系與環(huán)境之間的物質(zhì)和能量的交換關(guān)系，通常將體系分為三類：通常將體系分為三類： 敞開體系敞開體系：體系與環(huán)境之間既有能量交換又有物質(zhì)交換。：體系與環(huán)境之間既有能量交換又有物質(zhì)交換。 封閉體

10、系封閉體系：體系與環(huán)境之間有能量交換但沒有物質(zhì)交換。：體系與環(huán)境之間有能量交換但沒有物質(zhì)交換。 孤立體系孤立體系：體系與環(huán)境之間既無能量交換又無物質(zhì)交換。：體系與環(huán)境之間既無能量交換又無物質(zhì)交換。體系的分類（體系的分類（2）例例4-2：在一杯中盛滿熱水、沒蓋，以熱水為體系則在一杯中盛滿熱水、沒蓋，以熱水為體系則是一敞開體系是一敞開體系（圖（圖1），降溫過程中體系向環(huán)境放出，降溫過程中體系向環(huán)境放出熱量，又不斷有水分子變?yōu)樗魵庖莩?；若在杯上加熱量，又不斷有水分子變?yōu)樗魵庖莩?；若在杯上加一個(gè)蓋子則避免與環(huán)境間的物質(zhì)交換，于是得到一個(gè)一個(gè)蓋子則避免與環(huán)境間的物質(zhì)交換，于是得到一個(gè)封閉體系封閉體系

11、（圖（圖2）；若將杯子換成一個(gè)理想保溫杯杜；若將杯子換成一個(gè)理想保溫杯杜絕了能量交換，于是得到一個(gè)孤立體系絕了能量交換，于是得到一個(gè)孤立體系（圖（圖3）。 1圖圖2圖圖3圖圖相相 (phase)相：相：體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的任何體系中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的任何均勻部分，相和相之間有明顯的均勻部分，相和相之間有明顯的界面界面。所有氣體均屬于同一個(gè)相（所有氣體均屬于同一個(gè)相（氣相氣相）；均勻液體或）；均勻液體或溶液屬于同一個(gè)相（溶液屬于同一個(gè)相（液相液相）；冰水？）；冰水？只含單相的體系稱為只含單相的體系稱為均相體系均相體系；含兩個(gè)或以上的；含兩個(gè)或以上的體系稱為體系稱為非均相（

12、多相）體系非均相（多相）體系。4-2-2 狀態(tài)函數(shù)與熱力學(xué)能狀態(tài)函數(shù)與熱力學(xué)能狀態(tài)（狀態(tài)（state）：）：由一系列表征體系的由一系列表征體系的物理量物理量所確定下所確定下來的來的體系的存在形式體系的存在形式，稱為體系的狀態(tài)。，稱為體系的狀態(tài)。狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)（state function）：用來描述體系狀態(tài)的物用來描述體系狀態(tài)的物理量。理量。 例：例：某理想氣體，其物質(zhì)的量某理想氣體，其物質(zhì)的量n=1mol，壓強(qiáng)，壓強(qiáng)p=1.013 105 Pa，體積，體積 V=22.4 L，溫度，溫度 T=273K，我們說它，我們說它處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。P、V、T和和n就是體系的狀態(tài)函數(shù)就是體系的

13、狀態(tài)函數(shù) 過程和途徑過程和途徑過程：過程：體系的狀態(tài)發(fā)生變化，從始態(tài)到終態(tài)，我們說體系經(jīng)歷了一個(gè)體系的狀態(tài)發(fā)生變化，從始態(tài)到終態(tài)，我們說體系經(jīng)歷了一個(gè)熱力學(xué)過程，簡稱過程。有一些過程是在特定條件下進(jìn)行的，如：熱力學(xué)過程，簡稱過程。有一些過程是在特定條件下進(jìn)行的，如： 恒壓過程恒壓過程體系壓力不變（體系壓力不變（P=0即即p1p2p環(huán)環(huán) ）如敞開體系）如敞開體系 恒溫過程恒溫過程體系始態(tài)、終態(tài)溫度不變（體系始態(tài)、終態(tài)溫度不變（T1T2T環(huán)環(huán)） T=0） 恒容過程恒容過程體系體積不變（體系體積不變（V=0） 絕熱過程絕熱過程體系和環(huán)境無熱量交換（體系和環(huán)境無熱量交換（Q=0） 循環(huán)過程循環(huán)過程過程

14、進(jìn)行后，系統(tǒng)重新回到初始狀態(tài)。過程進(jìn)行后，系統(tǒng)重新回到初始狀態(tài)。 可逆過程可逆過程它是一種在無限接近于平衡并且沒有摩擦力條件下它是一種在無限接近于平衡并且沒有摩擦力條件下進(jìn)行的理想過程，也是在熱力學(xué)研究中非常重要的一種過程。進(jìn)行的理想過程，也是在熱力學(xué)研究中非常重要的一種過程。 途徑途徑：變化過程可以采取許多種不同方式，我們把這每一種：變化過程可以采取許多種不同方式，我們把這每一種具體的方具體的方式式稱為一種途徑。稱為一種途徑。按過程（按過程（I），），T（I）=80-50=30按過程（按過程（II），），T（II）=T1+T2=-40+70=30所以，所以，T（I）=T（II），與變化過程無

15、關(guān)。），與變化過程無關(guān)。 狀態(tài)函數(shù)的鮮明特點(diǎn)狀態(tài)函數(shù)的鮮明特點(diǎn) 狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)一定；狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)一定；狀態(tài)變化，狀態(tài)函數(shù)也隨之而變，且狀態(tài)函數(shù)的狀態(tài)變化，狀態(tài)函數(shù)也隨之而變，且狀態(tài)函數(shù)的變化值只與變化值只與始態(tài)始態(tài)（變化前的狀態(tài)）（變化前的狀態(tài)）、終態(tài)（變化終態(tài)（變化后的狀態(tài)）后的狀態(tài)）有關(guān)，而與變化途徑無關(guān)有關(guān)，而與變化途徑無關(guān)狀態(tài)狀態(tài)1P=100 kpaV=1 dm3T=60 C狀態(tài)狀態(tài)2P=100 kpaV=1 dm3T=20 C狀態(tài)狀態(tài)3P=100 kpaV=1 dm3T=90 C始態(tài)始態(tài)終態(tài)終態(tài)熱力學(xué)能熱力學(xué)能熱力學(xué)能（熱力學(xué)能（thermodynamic energy，U

16、）：）：舊稱舊稱內(nèi)能，它包括系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)分子的內(nèi)能，它包括系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)分子的和和，是兩種能量之和。，是兩種能量之和。，表，表現(xiàn)為大量分子熱運(yùn)動(dòng)的所有動(dòng)能之和，現(xiàn)為大量分子熱運(yùn)動(dòng)的所有動(dòng)能之和，。 ，是分子之間引力斥力的位，是分子之間引力斥力的位置勢(shì)能，置勢(shì)能，。 n包括體系內(nèi)各種物質(zhì)的分子或原子的位能、振動(dòng)能、轉(zhuǎn)包括體系內(nèi)各種物質(zhì)的分子或原子的位能、振動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)能、平動(dòng)能、電子的動(dòng)能以及核能等；動(dòng)能、平動(dòng)能、電子的動(dòng)能以及核能等；n是狀態(tài)函數(shù)；是狀態(tài)函數(shù)；n絕對(duì)值無法測(cè)量或計(jì)算，但可以測(cè)定絕對(duì)值無法測(cè)量或計(jì)算，但可以測(cè)定，n = =終始；終始；n具有加和性質(zhì)；具有加和性質(zhì)；n對(duì)于理想氣體來說，熱力

17、學(xué)能對(duì)于理想氣體來說，熱力學(xué)能U只是溫度的函數(shù)。只是溫度的函數(shù)。熱與功（熱與功（heat and work）熱（熱（Q）體系與環(huán)境之間由于存在體系與環(huán)境之間由于存在溫差溫差而傳遞的而傳遞的能量稱為熱，它不是狀態(tài)函數(shù)能量稱為熱，它不是狀態(tài)函數(shù) 體系吸熱體系吸熱: Q 0；體系放熱；體系放熱: Q 0 功（功（W）體系與環(huán)境之間除熱之外以其它形式傳體系與環(huán)境之間除熱之外以其它形式傳遞的能量稱為功，也不是狀態(tài)函數(shù)，可遞的能量稱為功，也不是狀態(tài)函數(shù)，可分為體積功和非體積功分為體積功和非體積功 體系對(duì)環(huán)境做功時(shí)，體系對(duì)環(huán)境做功時(shí)，W 0systemgsSurroundinHeatWork0q 0q gs

18、Surroundin0w 0w 體積功和非體積功體積功和非體積功體積功：體積功：在許多過程中，在許多過程中，體系的體積體系的體積變化，體系在反變化，體系在反抗外界壓強(qiáng)發(fā)生體積變化時(shí)，有功產(chǎn)生，這種功稱為抗外界壓強(qiáng)發(fā)生體積變化時(shí)，有功產(chǎn)生，這種功稱為體積功。體積功。非體積功：非體積功：除體積功之外的一切功，如電功，表面功除體積功之外的一切功，如電功，表面功機(jī)械功機(jī)械功VPw 熱力學(xué)第一定律是對(duì)熱力學(xué)第一定律是對(duì)能量守恒和轉(zhuǎn)換能量守恒和轉(zhuǎn)換定的一種表定的一種表述方式。熱力學(xué)第一定律指出，熱能可以從一個(gè)述方式。熱力學(xué)第一定律指出，熱能可以從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他物體傳遞給另一

19、個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，能量相互轉(zhuǎn)換，在傳遞和轉(zhuǎn)換過程中，能量的總能量的總值不變值不變。4-2-3 化學(xué)反應(yīng)中的能量守恒定律表達(dá)式化學(xué)反應(yīng)中的能量守恒定律表達(dá)式熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律能量守恒定律)能量的形式可以相互轉(zhuǎn)換，但能量的不能無中生能量的形式可以相互轉(zhuǎn)換，但能量的不能無中生有，也不能自行消滅。有，也不能自行消滅。 關(guān)于熱力學(xué)第一定律關(guān)于熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 ： U = Q + W在上述表達(dá)式中，在上述表達(dá)式中，W是指總功，包括體積功和是指總功，包括體積功和非體積功，其中相應(yīng)的體系是非體

20、積功，其中相應(yīng)的體系是。 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律(能量守恒定律能量守恒定律)熱和功與途徑有關(guān)熱和功與途徑有關(guān) 功和熱與途徑有關(guān)功和熱與途徑有關(guān) n通過理想氣體恒溫膨脹來說明這個(gè)問題. 變化過程:一次膨脹,1015PaP4105Pa4dm3T=01105Pa16dm3先考察途徑途徑A：反抗外壓JmPaVPWA120010)416(101335：分兩步膨脹（1）先反抗外壓）先反抗外壓，3518,102dmPaP膨脹到JmPaVPW80010)48(1023351（2）再反抗外壓，）再反抗外壓，35216,101dmPaP膨脹到JmPaVPW80010)816(1013352JWWW1600)

21、800(80021途徑不同, 完成同一過程時(shí), 體系的功不相等。再看兩種途徑下的熱量 Q:由于是理想氣體體系, T = 0, 所以, U = 0 A途徑： U = Q +W Q = U - W= 0 -（- 1200） = 1200 (J)途徑B：Q = U - W= 0 -（-1600） = 1600 (J) 因此, 熱量 Q 也和途徑有關(guān)。故：熱和功不是狀態(tài)函數(shù)：在在100kPa的壓力下，的壓力下，1g純水從純水從14.5變?yōu)樽優(yōu)?5.5，系統(tǒng)從環(huán)境吸熱系統(tǒng)從環(huán)境吸熱1.0000J，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功，環(huán)境對(duì)系統(tǒng)做功3.1855J，求系，求系統(tǒng)的熱力學(xué)能的變化。統(tǒng)的熱力學(xué)能的變化。依題意：Q=

22、1.0000 J W=3.1855J則系統(tǒng)的熱力學(xué)能變化U=Q+W=1.0000+3.1855=4.1855J1g純水在絕熱過程中發(fā)生上述的變化，環(huán)境需對(duì)系統(tǒng)純水在絕熱過程中發(fā)生上述的變化，環(huán)境需對(duì)系統(tǒng)做多少功？做多少功？U=4.1855J W=U-Q=4.1855-0=4.1855J1g純水在無功過程中發(fā)生上述的變化，系統(tǒng)需從環(huán)境純水在無功過程中發(fā)生上述的變化，系統(tǒng)需從環(huán)境中吸收多少熱量？中吸收多少熱量？ 某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量50kJ，對(duì)環(huán)境做功，對(duì)環(huán)境做功30kJ。求：求：（1）過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量）過程中體系熱力學(xué)能的改變量

23、和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量（2）如果開始時(shí)，體系先放熱）如果開始時(shí)，體系先放熱40kJ，環(huán)境對(duì)體系做功，環(huán)境對(duì)體系做功60kJ，求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。解：（解：（1） 由熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和功和熱的定由熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和功和熱的定義可知義可知Q+50kJ w-30kJ U體系=Q +W=50 30=20（kJ）若將環(huán)境當(dāng)做體系來考慮，則有Q= -50k J，W= +30kJ， 某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量50kJ，對(duì)環(huán)境做功，對(duì)環(huán)境做功30kJ。求：求：（1）過程中體系熱力學(xué)能的改變量和

24、環(huán)境熱力學(xué)能的改變量）過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量（2）如果開始時(shí)，體系先放熱）如果開始時(shí)，體系先放熱40kJ，環(huán)境對(duì)體系做功，環(huán)境對(duì)體系做功60kJ，求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。故環(huán)境熱力學(xué)能改變量=Q W = -50+30= -20（kJ） 某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量某過程中，體系從環(huán)境吸收熱量50kJ，對(duì)環(huán)境做功，對(duì)環(huán)境做功30kJ。求：求：（1）過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量）過程中體系熱力學(xué)能的改變量和環(huán)境熱力學(xué)能的改變量（2）如果開始時(shí)，體系先放熱）如果開始時(shí)，體系先放熱40kJ，環(huán)

25、境對(duì)體系做功，環(huán)境對(duì)體系做功60kJ，求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。求體系的熱力學(xué)能的改變量以及終態(tài)的熱力學(xué)能。2） Q40kJ W +60kJ U體系體系=Q + W 20kJ U終終U始始20（kJ）從例從例4-4可以看到：可以看到：體系的熱力學(xué)能體系的熱力學(xué)能U增加了增加了20kJ，環(huán)境的熱力學(xué)能，環(huán)境的熱力學(xué)能U減少了減少了20kJ。如果把體系和環(huán)境看成一個(gè)整體，。如果把體系和環(huán)境看成一個(gè)整體，則其能量的凈變化為零。則其能量的凈變化為零。如把體系環(huán)境視作孤立體系，故此定律也可表如把體系環(huán)境視作孤立體系，故此定律也可表述為：述為：。 當(dāng)當(dāng)且化學(xué)反應(yīng)時(shí)且化學(xué)反應(yīng)時(shí)（膨脹或壓縮

26、功）的條件下，化學(xué)反應(yīng)的（膨脹或壓縮功）的條件下，化學(xué)反應(yīng)的過程中體系吸收或放出的熱量稱為過程中體系吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱反應(yīng)熱。n在化學(xué)反應(yīng)過程中，始態(tài)就是反應(yīng)物，終態(tài)就是產(chǎn)物。故有：U U2 U1U產(chǎn)物產(chǎn)物U反應(yīng)物反應(yīng)物Q+W恒容反應(yīng)熱恒容反應(yīng)熱 V=0 W=0 U=Qv（恒容反應(yīng)熱恒容反應(yīng)熱）恒容反應(yīng)過程中，體系吸收的熱量全部用來改恒容反應(yīng)過程中，體系吸收的熱量全部用來改變體系的內(nèi)能，若變體系的內(nèi)能，若 U0 則則Qv0，反之亦然。，反之亦然?？捎每捎脧検搅繜嵊?jì)彈式量熱計(jì)測(cè)出測(cè)出QV恒壓反應(yīng)熱恒壓反應(yīng)熱恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)（恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)（恒壓反應(yīng)恒壓反應(yīng)） W=-p V U+

27、 p V =Qp（恒壓反應(yīng)熱恒壓反應(yīng)熱）Qp=U2-U1+ p V2- p V1=U2+ p V2 -（U1+p V1）可用測(cè)恒壓反應(yīng)熱裝置測(cè)可用測(cè)恒壓反應(yīng)熱裝置測(cè)Qp4-3 焓與反應(yīng)焓變焓與反應(yīng)焓變4-3-1 焓的定義（焓的定義（1）焓是氣體的一個(gè)重要狀態(tài)參數(shù)。焓的物理意義為：在某一狀態(tài)下氣體所具有的總能量，它等于內(nèi)能和壓力勢(shì)能之和。焓用符號(hào)H表示。 H（焓）（焓）=U（熱力學(xué)能）（熱力學(xué)能）+p V注意：這里的P指的是體系的p而不是外壓。nU, P, V 都是狀態(tài)函數(shù), 所以 U + pV 也是一個(gè)狀態(tài)函數(shù) Qp=U2-U1+ p V2- p V1=U2+ p V2 -（U1+p V1）

28、令H（焓）（焓）=U+p V則則 Qp = (U + PV)= HH 稱熱焓，稱熱焓， 或焓，是一個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)?；蜢?，是一個(gè)新的狀態(tài)函數(shù)。焓焓是具有是具有加和性質(zhì)加和性質(zhì)的狀態(tài)函數(shù)。的狀態(tài)函數(shù)。 關(guān)于焓的幾點(diǎn)討論關(guān)于焓的幾點(diǎn)討論 H = U + PV，由于，由于 U 不可求，故焓不可求，故焓H不可求；是一種和能不可求；是一種和能量單位一致的物理量；量單位一致的物理量； 有加合性。對(duì)于理想氣體，有加合性。對(duì)于理想氣體， H 也也只和只和T有關(guān)。有關(guān)。系統(tǒng)確定的狀態(tài)有確定的焓，狀態(tài)變化伴隨有焓的變化，系統(tǒng)確定的狀態(tài)有確定的焓，狀態(tài)變化伴隨有焓的變化，稱為稱為焓變焓變 H 。關(guān)于焓的幾點(diǎn)討論關(guān)于焓

29、的幾點(diǎn)討論 Qp = H 說明，在恒壓反應(yīng)中，體系所吸收的熱量說明，在恒壓反應(yīng)中，體系所吸收的熱量 Qp，全部用來改變體系的熱焓?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變?nèi)坑脕砀淖凅w系的熱焓?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變等于恒壓等于恒壓反應(yīng)反應(yīng)熱熱 Qp H= H生成物生成物H反應(yīng)物反應(yīng)物 H 0 Q 0 系統(tǒng)吸熱，是系統(tǒng)吸熱，是吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng) H 0 QHlHsH 高溫物高溫物 H低溫物低溫物具有容量性質(zhì)，與系統(tǒng)中物質(zhì)數(shù)量有關(guān)具有容量性質(zhì)，與系統(tǒng)中物質(zhì)數(shù)量有關(guān)Question2Question2焓是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)焓是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù), ,不論系統(tǒng)進(jìn)行了什么不論系統(tǒng)進(jìn)行了什么過程過程, ,只要狀態(tài)改變了只要狀態(tài)改變了, ,就可能會(huì)

30、有焓的變化。就可能會(huì)有焓的變化。n恒容恒容W=0 則按能量守恒定律有則按能量守恒定律有 QV=U 很方便用很方便用QV描述熱力學(xué)能的變化描述熱力學(xué)能的變化n恒壓恒壓W0 Qp=U +PV= H 很方便描述恒壓下化學(xué)反應(yīng)能量交換情況很方便描述恒壓下化學(xué)反應(yīng)能量交換情況 引出焓是為研究化學(xué)過程的方便引出焓是為研究化學(xué)過程的方便, ,也是客觀存在的狀態(tài)函數(shù)也是客觀存在的狀態(tài)函數(shù)解答解答.化學(xué)反應(yīng)大都是在恒容或恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)大都是在恒容或恒壓條件下進(jìn)行的 適用于測(cè)量液相反應(yīng)熱，溶解適用于測(cè)量液相反應(yīng)熱，溶解熱等恒壓熱效應(yīng)熱等恒壓熱效應(yīng)Qp。 測(cè)得溫度升高值測(cè)得溫度升高值 T，此熱量，此熱量為

31、反應(yīng)熱為反應(yīng)熱Qp測(cè)量恒壓反應(yīng)熱的裝置測(cè)量恒壓反應(yīng)熱的裝置Cp : 產(chǎn)物的熱容產(chǎn)物的熱容, 指產(chǎn)物升高指產(chǎn)物升高 1K 所需要所需要的熱量的熱量.C : 量熱計(jì)常數(shù)量熱計(jì)常數(shù), 整個(gè)量熱計(jì)升高整個(gè)量熱計(jì)升高 1K 所需所需要的熱量要的熱量. Qp = T(Cp + C) 例例4-5 450 g 水蒸氣在水蒸氣在1.013 105 Pa 和和100C下凝結(jié)成水。下凝結(jié)成水。已知在已知在100C時(shí)水的蒸發(fā)熱為時(shí)水的蒸發(fā)熱為 2.26 kJg 1。求此過程的。求此過程的W,Q 和和U, HH2O(g) H2O(l) n=n0 n = 0 (450g/18gmol 1)= -25 mol W=-p V

32、= -nRT = 25 mol8.314 103kJmol 1 K 1373 K = 77 kJQ = 2.26 kJg 1450 g = 1017 kJ U = Q +W= 1017 kJ +77 kJ= 940 kJH = Qp = Q = 1017 kJSolution彈式量熱計(jì)彈式量熱計(jì)（bomb calorimeter）是用來測(cè)定燃燒熱的裝置。將定量的固體（或液體）放在彈內(nèi)，壓入高壓氧氣，通電流將鐵絲熔融，此熱引起固體燃燒，再利用溫度升高來計(jì)算燃燒熱。 n 彈式量熱計(jì)彈式量熱計(jì)適用于氣體以及有機(jī)化合物的燃適用于氣體以及有機(jī)化合物的燃燒反應(yīng)。測(cè)得的反應(yīng)熱燒反應(yīng)。測(cè)得的反應(yīng)熱, , 是恒

33、容反應(yīng)熱。是恒容反應(yīng)熱。n 熱量計(jì)算與杯式量熱計(jì)相似。熱量計(jì)算與杯式量熱計(jì)相似。 1.01g 苯甲酸在盛水量一定的彈式熱量計(jì)中燃燒苯甲酸在盛水量一定的彈式熱量計(jì)中燃燒時(shí)溫度由時(shí)溫度由 23.44 K升高到升高到 25.42 K, ,求該熱量計(jì)的熱量求該熱量計(jì)的熱量計(jì)常數(shù)計(jì)常數(shù)K 。已知苯甲酸的燃燒熱為。已知苯甲酸的燃燒熱為3.23103 kJmol-1 苯甲酸的摩爾質(zhì)量為 122.0 g mol-1，樣品苯甲酸燃燒所放的熱量 Q 由下式計(jì)算：Solution熱量計(jì)常數(shù)熱量計(jì)常數(shù) K= = 13.5 kJ K1 26.7 kJ25.4225.4223.44 K23.44 KQ = 3.23103

34、 kJmol-1 = 26.7 kJ 122.0 gmol11.01 g Qv = K T n同一反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱Qp和恒容反應(yīng)熱Qv是不相同的，但二者之間卻存在著一定的關(guān)系。 Qv= UQp = (U + PV)= H由于兩個(gè) U 近似相等(對(duì)于理想氣體，兩個(gè) U相等),。所以：Qp = Qv+P V對(duì)于無氣體參與的液體、固體反應(yīng)對(duì)于無氣體參與的液體、固體反應(yīng), 由于由于 V 很很小小, 故故 PV 可以忽略可以忽略, 則近似有則近似有: Qp = QvQp =Q nRT 有氣體參加反應(yīng)時(shí)有氣體參加反應(yīng)時(shí), V 不能忽略不能忽略 對(duì)于對(duì)于理想氣體理想氣體，若，若n是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量是反

35、應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量之差，則一個(gè)反應(yīng)的之差，則一個(gè)反應(yīng)的Qp和和Q的關(guān)系可以寫作：的關(guān)系可以寫作：n例例4-7 實(shí)驗(yàn)測(cè)得實(shí)驗(yàn)測(cè)得298K時(shí)，正庚烷的恒容燃燒熱時(shí)，正庚烷的恒容燃燒熱112.4807molKJUmr)(8)(7)(11)(222167lOHgCOgOlHC求此條件下求此條件下, 該反應(yīng)的恒壓摩爾反應(yīng)熱該反應(yīng)的恒壓摩爾反應(yīng)熱 rHm。1303.481710298314. 8)4(12.4807molKJnRTUHmrmr標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變熱力學(xué)符號(hào)含義熱力學(xué)符號(hào)含義 泛指一個(gè)過程寫成如：泛指一個(gè)過程寫成如：U、H，單位，單位J或或kJ； 化學(xué)反應(yīng)焓變寫成：化學(xué)反應(yīng)焓變

36、寫成：rU、 rH，單位，單位J或或kJ； 某反應(yīng)按給定反應(yīng)方程式進(jìn)行某反應(yīng)按給定反應(yīng)方程式進(jìn)行1mol反應(yīng)，寫成反應(yīng)，寫成rUm或或rHm，單位，單位kJmol-1或或Jmol-1，也稱，也稱摩爾焓變摩爾焓變?cè)跇?biāo)準(zhǔn)態(tài)下，某反應(yīng)按給定反應(yīng)方程式進(jìn)行在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，某反應(yīng)按給定反應(yīng)方程式進(jìn)行1mol反應(yīng)，寫反應(yīng)，寫成成 或或 單位單位kJmol-1或或Jmol-1。也稱。也稱標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 mrH mrU關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的討論關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的討論氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)氣體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：指指p （100kPa）壓力下處于理想氣體）壓力下處于理想氣體狀態(tài)的氣體純物質(zhì)；如果是混合氣體，則相應(yīng)各氣體狀態(tài)的氣體純物質(zhì)；

37、如果是混合氣體，則相應(yīng)各氣體物質(zhì)的分壓為物質(zhì)的分壓為p 液體液體/固體固體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：p 時(shí)的純液體時(shí)的純液體/固體固體溶液溶液的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：p 時(shí)溶質(zhì)的濃度為時(shí)溶質(zhì)的濃度為1 mol Kg-1（標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)濃度），可近似以濃度），可近似以1 mol L-1代替代替標(biāo)準(zhǔn)態(tài)未對(duì)溫度作規(guī)定，可任意選取標(biāo)準(zhǔn)態(tài)未對(duì)溫度作規(guī)定，可任意選取熱化學(xué)方程式（熱化學(xué)方程式（1）定義：熱化學(xué)方程式就是在化學(xué)反應(yīng)方程式中標(biāo)定義：熱化學(xué)方程式就是在化學(xué)反應(yīng)方程式中標(biāo)出了反應(yīng)熱效應(yīng)的方程式。出了反應(yīng)熱效應(yīng)的方程式。例如：例如：122283.285)298()()(21)(molkJKHlOHgOgHmr上式表明

38、在該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位摩爾反上式表明在該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單位摩爾反應(yīng)放出的熱量為應(yīng)放出的熱量為-285.83kJ/mol寫出寫出配平配平的化學(xué)計(jì)量方程式。的化學(xué)計(jì)量方程式。注明各物質(zhì)的注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)聚集狀態(tài)和和反應(yīng)條件反應(yīng)條件，固體物質(zhì)要，固體物質(zhì)要注明注明晶形晶形（碳有石墨、金剛石、無定形等晶型）碳有石墨、金剛石、無定形等晶型）反應(yīng)的焓變與化學(xué)計(jì)量方程式之間要反應(yīng)的焓變與化學(xué)計(jì)量方程式之間要隔開隔開。應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓力，可用應(yīng)注明反應(yīng)的溫度和壓力，可用rHm（T）表示）表示溫度為溫度為T時(shí)的摩爾反應(yīng)焓變。時(shí)的摩爾反應(yīng)焓變。122283.285)298()()(21)(molk

39、JKHlOHgOgHmr同一化學(xué)反應(yīng)由于同一化學(xué)反應(yīng)由于反應(yīng)式的寫法反應(yīng)式的寫法不同，不同，rH m值值也不同也不同122284.241)298()()(21)(molkJKHgOHgOgHmr122266.571)298()(2)()(2molkJKHlOHgOgHmr熱化學(xué)方程式（熱化學(xué)方程式（2） 1mr43143molKJ1 .176H;sClNHgHClgNHmolKJ1 .176sClNHgHClgNH 焓變與熱化學(xué)焓變與熱化學(xué)計(jì)量式要分開計(jì)量式要分開 1mr2221mr222molKJ83.285H;lOHgO21gHmolKJ85.241H;gOHgO21gH 焓變與物質(zhì)狀焓變

40、與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)態(tài)有關(guān) 1mr22molKJ15.393H;gOCgOC 石墨石墨 1mr431mr43molKJ2 .352H;sClNH2gHCl2gNH2molKJ1 .176H;sClNHgHClgNH 焓變與熱焓變與熱化學(xué)計(jì)量化學(xué)計(jì)量式要對(duì)應(yīng)式要對(duì)應(yīng) rUm與與 rHm 的關(guān)系的關(guān)系無氣體參加時(shí)：無氣體參加時(shí)：有氣體參加時(shí)：有氣體參加時(shí)：WQU VpHUex 0VpWex mrmrUH RTgnVpWex mrmrmrURTgnUH注意注意: :這里的這里的g g指的不是質(zhì)量而是氣體指的不是質(zhì)量而是氣體例例4-8：在在25 C和和100 kPa下，下，0.5 mol的的C2H4和和0.

41、5 mol H2按下式反應(yīng)，放出按下式反應(yīng)，放出68.2 KJ的熱量，求用去每摩爾的熱量，求用去每摩爾C2H4的的 H和和 U。 gHCgHgHC62242 解：解：反應(yīng)是恒壓進(jìn)行，反應(yīng)是恒壓進(jìn)行， H = Qp，因此，因此 =1mol時(shí)時(shí) KJ4 .1362 .682H HKJ.RTnHVpHU 92133102527331482141363蓋斯定律蓋斯定律在恒容或恒壓下一個(gè)化學(xué)反應(yīng)若能分解成幾步來完成，在恒容或恒壓下一個(gè)化學(xué)反應(yīng)若能分解成幾步來完成，總反應(yīng)的焓變總反應(yīng)的焓變 rH等于各步分反應(yīng)的焓變之和。等于各步分反應(yīng)的焓變之和。反應(yīng)時(shí)每個(gè)分反應(yīng)皆應(yīng)在反應(yīng)時(shí)每個(gè)分反應(yīng)皆應(yīng)在恒容或恒壓恒容或

42、恒壓下進(jìn)行：此時(shí)下進(jìn)行：此時(shí)Qv=U，Qp=H，由于，由于H 、U都是狀態(tài)函數(shù)，所都是狀態(tài)函數(shù)，所以以H 、U與反應(yīng)的途經(jīng)無關(guān)；與反應(yīng)的途經(jīng)無關(guān)；蓋斯定律的重要性在于使熱化學(xué)反應(yīng)式連同熱效應(yīng)象蓋斯定律的重要性在于使熱化學(xué)反應(yīng)式連同熱效應(yīng)象代數(shù)式那樣加減、移項(xiàng)，從已準(zhǔn)確測(cè)定的反應(yīng)熱計(jì)算代數(shù)式那樣加減、移項(xiàng)，從已準(zhǔn)確測(cè)定的反應(yīng)熱計(jì)算難于測(cè)定的或無法測(cè)定的反應(yīng)熱。難于測(cè)定的或無法測(cè)定的反應(yīng)熱。 例例4-9 已知反應(yīng)已知反應(yīng):H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)可以按下面的途徑分步完成可以按下面的途徑分步完成:H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)rHm(1)rHmrHm(2)2H(

43、g) + O(g) H2O(g) rHm(3)rHm(4)rHm(1)=438.1KJmol-1rHm(2)=244.3KJmol-1rHm(3)=-917.9KJmol-1rHm(4)=-44.0KJmol-1求總反應(yīng)的求總反應(yīng)的rHm 例例4-9 已知反應(yīng)已知反應(yīng):H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)可以按下面的途徑分步完成可以按下面的途徑分步完成:H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)rHm(1)rHmrHm(2)2H(g) + O(g) H2O(g) rHm(3)rHm(4)rHm= rHm（1）+ rHm（2）+ rHm（3）+ rHm（4）= 431.8+ 244

44、.3+ (-917.9)+ (-44.0)=-285.8KJmol-1有的反應(yīng)雖然簡單，但其熱效應(yīng)難以測(cè)得。有的反應(yīng)雖然簡單，但其熱效應(yīng)難以測(cè)得。 例例如如 C + 1/2O2 = CO是很簡單的反應(yīng)，但是難于保證產(chǎn)物的純度，所是很簡單的反應(yīng)，但是難于保證產(chǎn)物的純度，所以，反應(yīng)熱很難直接測(cè)定。應(yīng)用以，反應(yīng)熱很難直接測(cè)定。應(yīng)用 Hess 定律，可定律，可以解決這一難題。以解決這一難題。利用利用 Hess 定律定律, 關(guān)鍵在于反應(yīng)分步進(jìn)行步驟的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于反應(yīng)分步進(jìn)行步驟的設(shè)計(jì) 如果設(shè)想化學(xué)反應(yīng)從最穩(wěn)定單質(zhì)出發(fā)，經(jīng)不同如果設(shè)想化學(xué)反應(yīng)從最穩(wěn)定單質(zhì)出發(fā)，經(jīng)不同途徑形成產(chǎn)物，如圖所示：途徑形成產(chǎn)物，如

45、圖所示： 根據(jù)根據(jù)Hess定律定律)()()()(反應(yīng)物產(chǎn)物反應(yīng)物產(chǎn)物mfrmfpmmmfrmfpHHrHrHHH：由穩(wěn)定單質(zhì)生成某化合物或單質(zhì)的反應(yīng)由穩(wěn)定單質(zhì)生成某化合物或單質(zhì)的反應(yīng)稱為該物質(zhì)的生成反應(yīng)，對(duì)應(yīng)于生成反應(yīng)的反應(yīng)稱為該物質(zhì)的生成反應(yīng)，對(duì)應(yīng)于生成反應(yīng)的反應(yīng)熱稱為該物質(zhì)的生成熱熱稱為該物質(zhì)的生成熱。標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓在恒溫和標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，在恒溫和標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，各各種元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下種元素的最穩(wěn)定單質(zhì)生成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1mol（化學(xué)（化學(xué)式）某純物質(zhì)的反應(yīng)熱，稱為該物質(zhì)的在這種溫式）某純物質(zhì)的反應(yīng)熱，稱為該物質(zhì)的在這種溫度下的度下的。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓用符號(hào)用符

46、號(hào) 表示，其單位為表示，其單位為KJmol-1 mfH已知數(shù)據(jù)，可從相關(guān)手冊(cè)查閱，本書在已知數(shù)據(jù)，可從相關(guān)手冊(cè)查閱，本書在p299附錄附錄可用于計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變可用于計(jì)算反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變根據(jù)定義，根據(jù)定義，指定的穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于零指定的穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓等于零。注意：注意：fHm(石墨)=0， fHm（金剛石) 0 fHm(O2)=0， fHm（O3) 0 fHm(白磷)=0， fHm（紅磷) 0已知：已知：298K時(shí)，下列反應(yīng)時(shí)，下列反應(yīng)1mr22molkJ51.393)1(H; )(gCO (g)OC(s) 1mr2221molkJ98.282)2(H;(

47、g)CO (g)OCO(g) 計(jì)算計(jì)算298K時(shí)，時(shí)，CO的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。解：解：)g(CO)g(O)(gOC(s)2212 )3(Hmr )g(CO21途徑途徑2途徑途徑)1(Hmr )2(Hmr 153.110)2() 1 ()3(molKJHHHmrmrmr水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 gOHgOgH222 12mfmolKJ82.241K15.298, g,OHH 1mfmolKJ0K15.298,H 參考單質(zhì)參考單質(zhì)磷單質(zhì)中黑磷最穩(wěn)定，但是含量少，故一般用白磷為磷單質(zhì)中黑磷最穩(wěn)定，但是含量少，故一般用白磷為參考單質(zhì)。參考單質(zhì)。 查閱標(biāo)摩爾生成焓數(shù)據(jù)計(jì)算火箭

48、燃料查閱標(biāo)摩爾生成焓數(shù)據(jù)計(jì)算火箭燃料N2H4(l)和和氧化劑過氧化氫氧化劑過氧化氫H2O2(l)反應(yīng)生成氣態(tài)氮和水蒸氣推動(dòng)火箭反應(yīng)生成氣態(tài)氮和水蒸氣推動(dòng)火箭的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓（298.15K）。）。)(4)()(2)(222242gOHgNlOHlHN解：1122422mfmr.34.642 .)78.187(2)63.50()82.241(4 )(2)()(40 )(molkjmolkjlOHHlHNHgOHHBHHmfmfmfB 指在溫度指在溫度T下，下，1mol物質(zhì)物質(zhì)B完全燃燒（氧化）生完全燃燒（氧化）生成指定產(chǎn)物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。成指定產(chǎn)物時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。-1molk

49、J單位是),B(mcTH相態(tài)標(biāo)準(zhǔn)摩爾標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓燃燒焓 (standard molar enthalpy of combustion) (g)NN(g)SOSHCl(g)ClO(l)HH(g)COC2222反應(yīng)物反應(yīng)物元素元素產(chǎn)物產(chǎn)物CO2(g)2H2O(l)C(s)2H2(g)2O2(g)CH4(g)2O2(g)分別用標(biāo)準(zhǔn)生成熱和標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的數(shù)據(jù)分別用標(biāo)準(zhǔn)生成熱和標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的數(shù)據(jù)計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱：計(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱： 解：物質(zhì)：解：物質(zhì)： H2(g) O2(g) H2O(l) 0 0 285.9285.9 0 0 mfHmcH129 .28500)(,1molKJlOHHHmfmr1

50、2229 .285)(,1)(,)(,1molKJlOHHgOHgHHHmcmcmcmr gOHgOgH222 巨能鈣是一種優(yōu)秀的補(bǔ)鈣劑巨能鈣是一種優(yōu)秀的補(bǔ)鈣劑, ,它的組成為它的組成為Ca(C4H7O5)2 。經(jīng)精密氧彈測(cè)定其恒容燃燒熱為。經(jīng)精密氧彈測(cè)定其恒容燃燒熱為（3130.65）kJmol1。試求算其標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒。試求算其標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓是指標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓是指 298.15 K和和 0.1MPa下下, ,下列理想下列理想燃燒反應(yīng)的焓變：燃燒反應(yīng)的焓變：Ca( (C4H7O5) )2(s) + 7 O2(g) = CaO(s) + 8

51、CO2(g) + 7 H2O(l) = ( 635.1 kJmol1) + 8(393.51）kJmol1 + 7 (285.83）kJmol1 (3128.17）kJmol1 = (2650.86）kJmol1Solution1-1-mcmolkJ17.3128mol2.48)kJ(-3130.65nRTUHcUQcVmcmfmfmfHlOHHgCOHsCaOH),(7),(8),(H22mf mrH計(jì)計(jì)算算下下列列反反應(yīng)應(yīng)的的(g)OH6(g)NO4(g)5O(g)4NH223 ?Hmr )gO,(HH6)gNO,(H42mfmf 11molkJ48.905molkJ011.46482.241625.904 mrH )g,(OH5g,NHH42mf3mf結(jié)論結(jié)論對(duì)于一般反應(yīng)：對(duì)于一般反應(yīng)：aA + bB xX + yY （反應(yīng)物）（反應(yīng)物）（產(chǎn)物）（產(chǎn)物）（mfBBmfBBmfBBmrHvHvBHvH mrH計(jì)