新編化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算專業(yè)知識(shí)市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、第十節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算第1頁(yè) 等溫等壓下化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)等于生成物焓總和減去反應(yīng)物焓總和： 若能知道各個(gè)物質(zhì)焓值，利用上式可求得等溫等壓下任意化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)。但如前所述，物質(zhì)焓絕對(duì)值無(wú)法求得。為此，人們采取了以下相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。一、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓第2頁(yè) 普通298.15 K時(shí)數(shù)據(jù)有表可查。 生成焓是個(gè)相對(duì)值，相對(duì)于穩(wěn)定單質(zhì)焓值等于零。 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下，反應(yīng)溫度時(shí)，由最穩(wěn)定單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一摩爾物質(zhì)焓變，稱為該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用下述符號(hào)表示：（物質(zhì)，相態(tài)，溫度）第3頁(yè)比如：在298.15 K時(shí)這就是HCl(g)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓： 反應(yīng)焓變?yōu)椋?第4頁(yè)aA+dDT, pgG+hHT, p最穩(wěn)定

2、單質(zhì)T, p 由物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，能夠計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)。比如，對(duì)于某化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成： 第5頁(yè)因?yàn)殪适菭顟B(tài)函數(shù)，所以：式中pB和rB分別表示產(chǎn)物和反應(yīng)物在化學(xué)計(jì)量方程式中計(jì)量系數(shù)。系數(shù)B對(duì)反應(yīng)物為負(fù)，對(duì)產(chǎn)物為正第6頁(yè)比如用各物質(zhì)摩爾生成焓求化學(xué)反應(yīng)焓變：在標(biāo)準(zhǔn)壓力 p 和反應(yīng)溫度時(shí)（通常298.15 K）第7頁(yè)下標(biāo)“c”表示combustion。 絕大多數(shù)有機(jī)化合物不能由穩(wěn)定單質(zhì)直接合成，因而標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓無(wú)法直接測(cè)得。但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)可測(cè)得燃燒過(guò)程熱效應(yīng)。 在標(biāo)準(zhǔn)壓力P =100KPa和指定溫度下，1摩爾某種物質(zhì)完全燃燒恒壓熱效應(yīng)稱為該物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓：用符號(hào) (物質(zhì)、相態(tài)、溫度)表示。二、

3、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓第8頁(yè)指定產(chǎn)物通常要求為：金屬 游離態(tài)298.15 K時(shí)燃燒焓值見附錄3。 所謂完全燃燒是指被燃物質(zhì)變成最穩(wěn)定氧化物或單質(zhì)（即最穩(wěn)定產(chǎn)物）。燃燒熱在氧彈量熱計(jì)中測(cè)定即等容熱QV。第9頁(yè)比如：在298.15 K及標(biāo)準(zhǔn)壓力下：則 顯然，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓定義，所指定產(chǎn)物如 等標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓，在任何溫度T時(shí)，其值均為零。第10頁(yè) 如前述推導(dǎo)方法相同，任意化學(xué)反應(yīng)焓變值等于各反應(yīng)物燃燒焓總和減去各產(chǎn)物燃燒焓總和。用通式表示為：比如：在298.15 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下，有反應(yīng)： （A） （B） （C） (D)則第11頁(yè)aA+dDT, pgG+hHT, p完全燃燒產(chǎn)物T, p 由物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒

4、焓，能夠計(jì)算化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)。比如，對(duì)于某化學(xué)反應(yīng)可設(shè)計(jì)成： 第12頁(yè) 普通從手冊(cè)上只能查得298.15K 時(shí)數(shù)據(jù), 但要計(jì)算其它反應(yīng)溫度熱效應(yīng)，必須知道反應(yīng)熱效應(yīng)與溫度關(guān)系。 在等壓條件下，若已知以下反應(yīng)在T1時(shí)反應(yīng)熱效應(yīng)為rHm(T1)，則該反應(yīng)在T2時(shí)熱效應(yīng)rHm(T1)，可用下述方法求得：三、標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓與溫度關(guān)系基爾霍夫定律第13頁(yè)aA +dDgG+hHgG+hHaA+dDT2T1 若反應(yīng)物與產(chǎn)物在T1與T2之間無(wú)相改變，則H 是狀態(tài)函數(shù)，所以：第14頁(yè)（1） 式（1）稱為基爾霍夫定律。式中 為產(chǎn)物恒壓熱容總和與反應(yīng)物恒壓熱容總和之差，即第15頁(yè) 由上式可見：若 ，則反應(yīng)熱不隨溫度而變；若 ，則當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)熱將增大；若 ，則當(dāng)溫度升高時(shí)，反應(yīng)熱將減小。 若溫度改變范圍不大時(shí)，可將視為常數(shù)，則式（1）可寫成:第16頁(yè) 若反應(yīng)物和產(chǎn)物恒壓熱容與溫度相關(guān)，其函數(shù)關(guān)系式為：將式（2）代入式（1）積分可得：（2）第17頁(yè) 若在T1-T2范圍內(nèi)，反應(yīng)物或產(chǎn)物