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二.化学反应热效应 1.反应热效应:化学反应时所放出或吸收的 热叫做反应的热效应，简称反应热。以符 号q表示 .
q ﹤0
放热； q ﹥0 单位：kJmol－1
吸热。
2.热化学反应方程式的书写: ①标明温度和压力：T =298.15k,P＝100kPa 可省略。 ②右下角标明物质聚集状态： 气态：g 液态：ι 固态：s 溶液：aq ③配平反应方程式：物质前面的计量系数代表物质的 量，可为分数。
1 dc( A) 1 dc( B) 1 dc( D) 1 dc(G) a at b at d dt g dt
例：
N2+3H2 = 2NH3
dc ( N 2 ) 1 dc ( H 2 ) 1 dc ( NH 3 ) dt 3 dt 2 dt
103.反应2H2+O2→2H2O的反应速率可表示为（ D ） dC( H O ) dC ( O ) （A） （B ）
【例3－48】已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(ι) ， △rH mθ ＝－580 kJmol－1， 则液态水的标准摩尔生成焓为（ ）kJmol－1
A、－570 C、570
B、－280 D、280
(4) 反应的标准摩尔焓变的计算
任一反应: aA +bB = gG +dD △rH
m θ
(298.15K)
3)物质的标准摩尔生成焓：在标准状态下由指 定单质生成单位物质量（1mol）的纯物质时 反应的焓变称该物质标准摩尔生成焓。 以△fH mθ(298.15K)表示。单位kJmol－1 规定：指定单质标准摩尔生成焓为零。 △fH mθ(单质，298.15K)=0， 如， △fH mθ (H2，g，298.15K)=0； △fH mθ(Zn，s，298.15K)=0
(2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); △H 2=-283.0 kJmol－1
（3）C(s) +1/2O2(g)= CO(g)
反应（1）－反应（2）=反应（3）
故 △H 3= △H
1－△H 2
＝〔（－393.5）－（-283.0）〕 ＝－110.5kJmol－1
注意:
1）方程式乘以系数,相应反应热也应乘以该系数. 如反应:（3）＝2反应（1）±3反应（2） 则 △H
（1 ）盖斯定律：在恒容或恒压条件下，化学反 应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与 变化的途径无关。 推论：热化学方程式相加减，相应的反应热随之 相加减 反应（3）＝反应（1）±反应（2） 则 △H
3
= △H
1
±
△H
2
例 （1）C(s)+O2(g)=CO2(g); △H 1=－393.5kJmol－1
m3
= 2 △H
m1
±
O2(g);
△H =－393.5kJmol－1
2C(s) + 2O2(g)=2CO2(g); △H =－787kJmol－1
2）正逆反应的反应热绝对值相等，符号相反。
如，
CO2(g) = C(s)+O2(g); △H =＋393.5kJmol－1
例题
54. 对于反应Ａ＋Ｂ Ｃ而言，当Ｂ的浓度保持 不变，Ａ的起始浓度增加到两倍时，起始反应 速率增加到两倍；当Ａ的浓度保持不变，Ｂ的 起始浓度增加到两倍时，起始反应速率增加到 四倍，则该反应的速率方程式为 ___________ 。 Ａ.Ｖ＝kＣＡＣＢ Ｂ. Ｖ＝k｛ＣＡ｝２｛ＣB｝
Ｃ.Ｖ＝k｛ ＣＡ｝{CB}2 D. V=k{CA}2{CB}2 70.反应2H2+2NO—→2H2O+N2的速率方程为 V=k{C （ H2 ） }{C （ NO ） }2 ，则此反应的总级数为 ____________。 A.4 B.3 C.2 D.1
(4)物质的标准熵值规律：
1) 对于同一种物质： Sg > Sl > Ss
2) 同一物质在相同的聚集状态时，其熵值随温 度的升高而增大。 S高温>S低温 3) 对于不同种物质： S复杂分子 > S简单分子
4) 对于混合物和纯净物： S混合物 > S纯物质
(6)反应标准摩尔熵变 rS
ө m
的计算
2
2
dt
2dt
（C）
dC( H 2 ) 2dt
（D）全部正确
化学反应速率υ 与：反应物浓度(压力)、温度、催化剂 等因素有关。 2.浓度的影响和反应级数 浓度对反应速率的影响 : 增加反应物或减少生成物的浓 度,反应速率加大。 (1)质量作用定律：在一定温度下，对于元反应（即一步完成 的反应，又称基元反应或简单反应），反应速率与反应物 浓度（以反应方程式中相应物质的化学计量数为指数）的 乘积成正比。 (2)速率方程式 元反应： aA + bB = gG + dD 速率方程式：υ =κ ｛c(A)｝a｛c(B)｝b κ :速率常数，表示反应物均为单位浓度时的反应速率。 κ 大小取决于反应物性质、温度及催化剂，与反应物浓度无 关。 n=a+b:称反应级数；
(4)=1/2｛(1)-(2)｝+2(3) △rH4 =1/2(△rH1- △rH2 )+ 2△rH3
（2）反应的标准摩尔焓变△rH mθ的计算 1) 标准条件 对于不同状态的物质,其标准的含义不同： 气态物质:指气体混合物中,各气态物质的分压均为 标准压力Pθ。Pθ=100kPa 溶液中水合离子或水合分子：指水合离子或水合分 子的有效浓度为标准浓度Cθ。 Cθ=1 mol.dm-3 液体或固体：指在标准压力下的纯液体或纯固体。 2)标准状态：反应中的各物质均处于标准条件下称 该反应处于标准状态。以“θ”表示。
规定: fG өm (单质，298.15 K)＝0
反应的标准摩尔吉布斯函数变 rG
ө
m计算公式为：
任一反应: aA + bB = gG + dD
r Gm(298.15K)= g f Gm(G,s, 298.15K) + d f Gm (D,g, 298.15K) - a f Gm (A,l, 298.15K) - b f Gm (B,aq, 298.15K) (2.16b)
1.反应 C（s）+ O2（g）==CO2（g） , 的 △H<0 ,欲加快正反应速率,下列措施无用的 是（ ） A. 增大O2的分压; B.升温; C.使用催化剂; D.增加C碳的浓度.
A、△fGmθ>0,不能自发； B、△fGmθ<0；但反应速率缓慢; C、逆反应速率大于正反应速率； D、上述原因均不正确。
二化学反应速率
1. 化学反应速率的表示
vB
单位:moldm-3 s-1
1
dc ( B ) dt
ν B:B物质的化学计量数。反应物取负值，生成物取正值 对于反应： aA + bB = gG + dD
5、等压反应热（qp）：等压，不做非体积功 的条件下的反应热。 △H =qp ，
即反应的焓变△H在数值上等于其等压热效应。
因此,若反应在等压条件下，可用反应的焓变△H表示 反应热效应。通常都是在常压条件下讨论反应的热 效应，因此可用焓变表示反应热。
△H﹤0 放热；△H﹥0 吸热。
6、反应热效应的理论计算
136.在温度为298.15K，压力为101.325kPa下，乙炔、乙烷、氢气和氧
气反应的热化学方程式为：
2C2H2（g）+5O2（g）===4CO2（g）+2H2O 2C2H6（g）+7O2（g）===4CO2（g）+6H2O H2（g）+1/2O2（g）====H2O （l） △rH （2） △rH （3）△rH
④ 标 明 反 应 热 ： q<0: 放 热 ,q>0: 吸 热 例 :C(s)+O2(g)=CO2(g); q=－393.5kJmol－1
3、等容反应热（qV）：等容，不做非体积功的条件
下的反应热。
△U ＝qV ，
即反应中系统内能的变化量（△u）在数值上等于等 容热效应qV 。
4、焓（H） 热力学系统的状态函数， 定义式：H ≡ U ＋ pV
(2) 利用△rH 算：
m
θ
(298.15K)和 △rS
m
θ
(298.15K)的数据求
△rG mθ (298.15 K) = △rH mθ (298.15K)- 298.15. △rS
m
θ
(298.15K)
41、暴露在常温空气中的碳并不燃烧，只是 由于反应C（s）+ O2（g）= CO2（g）
(已知CO2（g）的△fGmθ(298.15K)=-394.36kJ/mol)
ΔH Tc ΔS
3. r G
ө m
(298.15 K)的计算
(1)利用物质的标准摩尔生成吉布斯函数计算 标准摩尔生成吉布斯函数：在标准状态时，由指定
单质生成单位物质的量的纯物质时反应的吉布斯函数 变，叫做该物质的标准摩尔生成吉布斯函数 。
符号: fG
ө
m (物质，298.15 K) ,
单位: kJ. mol1
任一反应: aA + bB = gG + dD
r Sm = g Sm (G, s) + d Sm (D, g) – a Sm (A, l) – b Sm (B, aq) r Sm ( T ) ≈ r Sm ( 298.15 K )
(2.4b)
2、吉布斯函数变及反应方向(自发性)的判断
（1）吉布斯函数： G = H – TS ,为一复合状 态函数 （2）吉布斯函数变： ΔG =ΔH – TΔS （3）反应方向(自发性)的判断：
ΔG＜0 反应正向自发; ΔG =0 平衡状态; ΔG ＞0反应逆向自发，正向非自发。
考虑ΔH和ΔS两个因素的影响,分为四种情况: 1)ΔH＜0，ΔS ＞0；ΔG＜0 正向自发 2)ΔH＞0，ΔS ＜ 0；ΔG＞0正向非自发 3)ΔH＞0，ΔS ＞0；升高至某温度时ΔG由正值 变为负值，高温有利于正向自发 4)ΔH＜0，ΔS ＜0；降低至某温度时ΔG由正值 变为负值，低温有利于正向自发 （4）反应自发进行的临界温度为：
2．温度对反应速率的影响 温度对反应速率的影响体现在反应速率常数上 阿仑尼乌斯公式：
Ea k Ze RT
Ea ln k ln z RT
Z:指前因子；Ea:活化能 (1)温度升高（T↑);速率常数升高k↑（k正↑，k 逆↑）; 反应速率υ ↑。 温度每增加10oC， υ 或k增大2－3倍。 (2) 活化能越低Ea↓，速率常数升高k↑,反应速 率越高υ ↑
m m m θ θ θ
=-2598kJ· mol-1 =-3118kJ· mol-1 =-285.8kJ· mol-1
根据以上热化学方程式，计算下列反应的标准摩尔焓变
△rH
m
θ
=（
）kJ· mol-1。
C2H2（g）+2H2（g）= C2H6（g）(4) （A）311.6 答案: （B） - 311.6 （C）623.2 （D） -623.2
m m θ
= ｛ g △ fH - ｛a △fH
(G,298.15K)+d△fH
m
θ θ
(D,298.15K) ｝ (B,298.15K)｝
θ
(A,298.15K)+ b△fH
m
单位： kJmol－1
r H m (T ) r H m (298.15 K)
12
【例3－49】已知在标准压力和298.15K时 CO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为110.4KJmol-1和-241.7KJmol-1，求生产水 煤气反应的 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的标准摩尔焓变 为（ ）KJmol-1 A.-352.1 B.+131.3 C.-131.3 D.+352.1 答：B
（ 3 ）非元反应：（即两个或两个以上元反应构成）： aA +bB=gG +dD
速率方程式：υ =κ ｛c(A)｝x｛c(B)｝y
反应级数: n=x + y
x 、y反应级数，由试验来确定。
注意：在书写反应速率方程式时，反应中液态和固态 纯物质的浓度作为常数“1”。
68．某基元反应2A(g)+B(g)=C(g),将 2mol2A(g)和1mol B(g)放在1L容器中混合 ,问反应开始的反应速率是A、B都消耗一半 时反应速率的（ ）倍。 A．0．25 B.4 C.8 D.1
三、化学反应方向判断
1、熵及反应的熵变 （1）熵：是系统内物质微观粒子的混乱度( 或无序度)的量度.符号S. 熵是状态函数。 熵值越大,系统混乱度越大。 （2）热力学第三定律:在绝对零度时,一切纯 物质的完美晶体的熵值为零,即S(0K)=0. （3)物质的标准摩尔熵：单位物质量的纯物 质在标准状态下的规定熵叫做该物质的标 准摩尔熵，以Sθm表示。单位J.mol-1.K-1.
q ﹤0
放热； q ﹥0 单位：kJmol－1
吸热。
2.热化学反应方程式的书写: ①标明温度和压力：T =298.15k,P＝100kPa 可省略。 ②右下角标明物质聚集状态： 气态：g 液态：ι 固态：s 溶液：aq ③配平反应方程式：物质前面的计量系数代表物质的 量，可为分数。
1 dc( A) 1 dc( B) 1 dc( D) 1 dc(G) a at b at d dt g dt
例：
N2+3H2 = 2NH3
dc ( N 2 ) 1 dc ( H 2 ) 1 dc ( NH 3 ) dt 3 dt 2 dt
103.反应2H2+O2→2H2O的反应速率可表示为（ D ） dC( H O ) dC ( O ) （A） （B ）
【例3－48】已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(ι) ， △rH mθ ＝－580 kJmol－1， 则液态水的标准摩尔生成焓为（ ）kJmol－1
A、－570 C、570
B、－280 D、280
(4) 反应的标准摩尔焓变的计算
任一反应: aA +bB = gG +dD △rH
m θ
(298.15K)
3)物质的标准摩尔生成焓：在标准状态下由指 定单质生成单位物质量（1mol）的纯物质时 反应的焓变称该物质标准摩尔生成焓。 以△fH mθ(298.15K)表示。单位kJmol－1 规定：指定单质标准摩尔生成焓为零。 △fH mθ(单质，298.15K)=0， 如， △fH mθ (H2，g，298.15K)=0； △fH mθ(Zn，s，298.15K)=0
(2)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); △H 2=-283.0 kJmol－1
（3）C(s) +1/2O2(g)= CO(g)
反应（1）－反应（2）=反应（3）
故 △H 3= △H
1－△H 2
＝〔（－393.5）－（-283.0）〕 ＝－110.5kJmol－1
注意:
1）方程式乘以系数,相应反应热也应乘以该系数. 如反应:（3）＝2反应（1）±3反应（2） 则 △H
（1 ）盖斯定律：在恒容或恒压条件下，化学反 应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与 变化的途径无关。 推论：热化学方程式相加减，相应的反应热随之 相加减 反应（3）＝反应（1）±反应（2） 则 △H
3
= △H
1
±
△H
2
例 （1）C(s)+O2(g)=CO2(g); △H 1=－393.5kJmol－1
m3
= 2 △H
m1
±
O2(g);
△H =－393.5kJmol－1
2C(s) + 2O2(g)=2CO2(g); △H =－787kJmol－1
2）正逆反应的反应热绝对值相等，符号相反。
如，
CO2(g) = C(s)+O2(g); △H =＋393.5kJmol－1
例题
54. 对于反应Ａ＋Ｂ Ｃ而言，当Ｂ的浓度保持 不变，Ａ的起始浓度增加到两倍时，起始反应 速率增加到两倍；当Ａ的浓度保持不变，Ｂ的 起始浓度增加到两倍时，起始反应速率增加到 四倍，则该反应的速率方程式为 ___________ 。 Ａ.Ｖ＝kＣＡＣＢ Ｂ. Ｖ＝k｛ＣＡ｝２｛ＣB｝
Ｃ.Ｖ＝k｛ ＣＡ｝{CB}2 D. V=k{CA}2{CB}2 70.反应2H2+2NO—→2H2O+N2的速率方程为 V=k{C （ H2 ） }{C （ NO ） }2 ，则此反应的总级数为 ____________。 A.4 B.3 C.2 D.1
(4)物质的标准熵值规律：
1) 对于同一种物质： Sg > Sl > Ss
2) 同一物质在相同的聚集状态时，其熵值随温 度的升高而增大。 S高温>S低温 3) 对于不同种物质： S复杂分子 > S简单分子
4) 对于混合物和纯净物： S混合物 > S纯物质
(6)反应标准摩尔熵变 rS
ө m
的计算
2
2
dt
2dt
（C）
dC( H 2 ) 2dt
（D）全部正确
化学反应速率υ 与：反应物浓度(压力)、温度、催化剂 等因素有关。 2.浓度的影响和反应级数 浓度对反应速率的影响 : 增加反应物或减少生成物的浓 度,反应速率加大。 (1)质量作用定律：在一定温度下，对于元反应（即一步完成 的反应，又称基元反应或简单反应），反应速率与反应物 浓度（以反应方程式中相应物质的化学计量数为指数）的 乘积成正比。 (2)速率方程式 元反应： aA + bB = gG + dD 速率方程式：υ =κ ｛c(A)｝a｛c(B)｝b κ :速率常数，表示反应物均为单位浓度时的反应速率。 κ 大小取决于反应物性质、温度及催化剂，与反应物浓度无 关。 n=a+b:称反应级数；
(4)=1/2｛(1)-(2)｝+2(3) △rH4 =1/2(△rH1- △rH2 )+ 2△rH3
（2）反应的标准摩尔焓变△rH mθ的计算 1) 标准条件 对于不同状态的物质,其标准的含义不同： 气态物质:指气体混合物中,各气态物质的分压均为 标准压力Pθ。Pθ=100kPa 溶液中水合离子或水合分子：指水合离子或水合分 子的有效浓度为标准浓度Cθ。 Cθ=1 mol.dm-3 液体或固体：指在标准压力下的纯液体或纯固体。 2)标准状态：反应中的各物质均处于标准条件下称 该反应处于标准状态。以“θ”表示。
规定: fG өm (单质，298.15 K)＝0
反应的标准摩尔吉布斯函数变 rG
ө
m计算公式为：
任一反应: aA + bB = gG + dD
r Gm(298.15K)= g f Gm(G,s, 298.15K) + d f Gm (D,g, 298.15K) - a f Gm (A,l, 298.15K) - b f Gm (B,aq, 298.15K) (2.16b)
1.反应 C（s）+ O2（g）==CO2（g） , 的 △H<0 ,欲加快正反应速率,下列措施无用的 是（ ） A. 增大O2的分压; B.升温; C.使用催化剂; D.增加C碳的浓度.
A、△fGmθ>0,不能自发； B、△fGmθ<0；但反应速率缓慢; C、逆反应速率大于正反应速率； D、上述原因均不正确。
二化学反应速率
1. 化学反应速率的表示
vB
单位:moldm-3 s-1
1
dc ( B ) dt
ν B:B物质的化学计量数。反应物取负值，生成物取正值 对于反应： aA + bB = gG + dD
5、等压反应热（qp）：等压，不做非体积功 的条件下的反应热。 △H =qp ，
即反应的焓变△H在数值上等于其等压热效应。
因此,若反应在等压条件下，可用反应的焓变△H表示 反应热效应。通常都是在常压条件下讨论反应的热 效应，因此可用焓变表示反应热。
△H﹤0 放热；△H﹥0 吸热。
6、反应热效应的理论计算
136.在温度为298.15K，压力为101.325kPa下，乙炔、乙烷、氢气和氧
气反应的热化学方程式为：
2C2H2（g）+5O2（g）===4CO2（g）+2H2O 2C2H6（g）+7O2（g）===4CO2（g）+6H2O H2（g）+1/2O2（g）====H2O （l） △rH （2） △rH （3）△rH
④ 标 明 反 应 热 ： q<0: 放 热 ,q>0: 吸 热 例 :C(s)+O2(g)=CO2(g); q=－393.5kJmol－1
3、等容反应热（qV）：等容，不做非体积功的条件
下的反应热。
△U ＝qV ，
即反应中系统内能的变化量（△u）在数值上等于等 容热效应qV 。
4、焓（H） 热力学系统的状态函数， 定义式：H ≡ U ＋ pV
(2) 利用△rH 算：
m
θ
(298.15K)和 △rS
m
θ
(298.15K)的数据求
△rG mθ (298.15 K) = △rH mθ (298.15K)- 298.15. △rS
m
θ
(298.15K)
41、暴露在常温空气中的碳并不燃烧，只是 由于反应C（s）+ O2（g）= CO2（g）
(已知CO2（g）的△fGmθ(298.15K)=-394.36kJ/mol)
ΔH Tc ΔS
3. r G
ө m
(298.15 K)的计算
(1)利用物质的标准摩尔生成吉布斯函数计算 标准摩尔生成吉布斯函数：在标准状态时，由指定
单质生成单位物质的量的纯物质时反应的吉布斯函数 变，叫做该物质的标准摩尔生成吉布斯函数 。
符号: fG
ө
m (物质，298.15 K) ,
单位: kJ. mol1
任一反应: aA + bB = gG + dD
r Sm = g Sm (G, s) + d Sm (D, g) – a Sm (A, l) – b Sm (B, aq) r Sm ( T ) ≈ r Sm ( 298.15 K )
(2.4b)
2、吉布斯函数变及反应方向(自发性)的判断
（1）吉布斯函数： G = H – TS ,为一复合状 态函数 （2）吉布斯函数变： ΔG =ΔH – TΔS （3）反应方向(自发性)的判断：
ΔG＜0 反应正向自发; ΔG =0 平衡状态; ΔG ＞0反应逆向自发，正向非自发。
考虑ΔH和ΔS两个因素的影响,分为四种情况: 1)ΔH＜0，ΔS ＞0；ΔG＜0 正向自发 2)ΔH＞0，ΔS ＜ 0；ΔG＞0正向非自发 3)ΔH＞0，ΔS ＞0；升高至某温度时ΔG由正值 变为负值，高温有利于正向自发 4)ΔH＜0，ΔS ＜0；降低至某温度时ΔG由正值 变为负值，低温有利于正向自发 （4）反应自发进行的临界温度为：
2．温度对反应速率的影响 温度对反应速率的影响体现在反应速率常数上 阿仑尼乌斯公式：
Ea k Ze RT
Ea ln k ln z RT
Z:指前因子；Ea:活化能 (1)温度升高（T↑);速率常数升高k↑（k正↑，k 逆↑）; 反应速率υ ↑。 温度每增加10oC， υ 或k增大2－3倍。 (2) 活化能越低Ea↓，速率常数升高k↑,反应速 率越高υ ↑
m m m θ θ θ
=-2598kJ· mol-1 =-3118kJ· mol-1 =-285.8kJ· mol-1
根据以上热化学方程式，计算下列反应的标准摩尔焓变
△rH
m
θ
=（
）kJ· mol-1。
C2H2（g）+2H2（g）= C2H6（g）(4) （A）311.6 答案: （B） - 311.6 （C）623.2 （D） -623.2
m m θ
= ｛ g △ fH - ｛a △fH
(G,298.15K)+d△fH
m
θ θ
(D,298.15K) ｝ (B,298.15K)｝
θ
(A,298.15K)+ b△fH
m
单位： kJmol－1
r H m (T ) r H m (298.15 K)
12
【例3－49】已知在标准压力和298.15K时 CO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为110.4KJmol-1和-241.7KJmol-1，求生产水 煤气反应的 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的标准摩尔焓变 为（ ）KJmol-1 A.-352.1 B.+131.3 C.-131.3 D.+352.1 答：B
（ 3 ）非元反应：（即两个或两个以上元反应构成）： aA +bB=gG +dD
速率方程式：υ =κ ｛c(A)｝x｛c(B)｝y
反应级数: n=x + y
x 、y反应级数，由试验来确定。
注意：在书写反应速率方程式时，反应中液态和固态 纯物质的浓度作为常数“1”。
68．某基元反应2A(g)+B(g)=C(g),将 2mol2A(g)和1mol B(g)放在1L容器中混合 ,问反应开始的反应速率是A、B都消耗一半 时反应速率的（ ）倍。 A．0．25 B.4 C.8 D.1
三、化学反应方向判断
1、熵及反应的熵变 （1）熵：是系统内物质微观粒子的混乱度( 或无序度)的量度.符号S. 熵是状态函数。 熵值越大,系统混乱度越大。 （2）热力学第三定律:在绝对零度时,一切纯 物质的完美晶体的熵值为零,即S(0K)=0. （3)物质的标准摩尔熵：单位物质量的纯物 质在标准状态下的规定熵叫做该物质的标 准摩尔熵，以Sθm表示。单位J.mol-1.K-1.