第二章+化学热力学初步2

（e）盖斯定律的贡献：由已知反应的反应焓计算其它 ）盖斯定律的贡献： 反应的反应焓
作业： 作业：P152：1，5，6----(b), (d) ： ， ， P154：1，4 ： ， 5：苯的摩尔质量为 ：苯的摩尔质量为78.1 g/mol 6: CO的摩尔质量为 的摩尔质量为28.0 g/mol，Fe3O4的摩尔质量为 的摩尔质量为 ， 231.5 g/mol 对应书上的内容： 对应书上的内容： P147 − 150 P152 − 154 预习: 预习 P167 − 171上 P173 − 178上（变温过程的∆S计算不要） 变温过程的∆ 计算不要） 计算不要
= 1.895 kJ/mol
要注意以下几点： 要注意以下几点： （a）一般T = 298.15 K (25oC) ）一般 （b）所有热力学最稳定的单质的标准生成焓都等于零 ） H2(g) = H2(g) ∆H = 0 = ∆H f, H2(g) 每种物质只有一种最稳定单质， 石墨 石墨) 每种物质只有一种最稳定单质，C(石墨 （c）P514 附录三 ） 298.15 K ， 其 它 温 度 下 的 标 准 生 成 焓 可 以 近 似 地 用 298.15 K时的数据； 大部分物质的标准生成焓是 “ − ” 时的数据； 时的数据 大部分物质的标准生成焓是“ 值。 查表时要注意物质的状态： 查表时要注意物质的状态：H2O(g), H2O(l), HCl(g), HCl(aq)
1
= -167 kJ/mol = -143 kJ/mol
2
= ∆H
1
+ ∆H
2
= -167 + (-143) = -310 kJ/mol
盖斯定律：一个化学反应若能分 步或几步实现 步或几步实现， 盖斯定律：一个化学反应若能分2步或几步实现，则总反 应的∆ 等于各分步反应的 值之和 为什么？ 等于各分步反应的∆ 值之和。 应的∆H等于各分步反应的∆H值之和。 为什么？ 注意以下几点： 注意以下几点： （a）一定要状态相同，才能合并。H2O(l) 、H2O(g) ）一定要状态相同，才能合并。 （b）如果：x × (1) + y × (2) + …. = z × (3) + …. ）如果： 则有： 则有：x × ∆H1 + y × ∆H2 + …. = z × ∆H3 + …. 如果： 如果：x × (1) − y × (2) + …. = z × (3) + …. 则有： 则有：x × ∆H1 − y × ∆H2 + …. = z × ∆H3 + …. （c）逆反应的∆H ）逆反应的∆ 2Cu(s) + O2(g) = 2CuO(s) 的 ∆H = -310 kJ/mol 2CuO(s) = 2Cu(s) + O2(g)的 ∆H = 310 kJ/mol 的
（b） ） CH4 (g) = CH3(g) + CH3(g) = CH2(g) + CH2(g) = CH (g) + CH (g) = C(g) +
∆H1 = 425.1 kJ/mol ∆H2 = 469.9 kJ/mol ∆H3 = 415.5 kJ/mol ∆H4 = 334.7 kJ/mol 平均： 平均：411.3 kJ/mol 键焓是许多键解离焓的平均值 手册上查 DC－H = 415 kJ /mol － 查表时注意: − 、 = 、 ≡ 查表时注意 C−C、 C=C、 C≡C 键焓不相同 P.158 / 表6-4（T = 298.15 K） （ ） 等的标准键焓为0。 （c）C(g) 、 H(g) 、 O(g)等的标准键焓为 。 ） 等的标准键焓为 （ d） 用标准键焓估算标准反应焓时所有反应物和生 ） 成物必须都是气态！ 成物必须都是气态！ H(g) H(g) H(g) H(g)
C6H6(l) + 7.5O2(g)
=
3H2O(l) +
6CO2(g)
∆H = -3267.6 kJ/mol = ∆H
C,C6H6 (l)
C10H8(s) + 12O2(g) = 10CO2(g) + 4H2O(l) ∆H = -5.13 × 103 kJ/mol = ∆H H2(g) + ½ O2(g) = H2O(l)
例1. P150 / 例6-1 n = 0.06482 mol, 1 mol 尿素燃烧放出的热为： 尿素燃烧放出的热为： qv = -13191 × 3.120 × 10-3 / 0.06482 = -634.93 kJ qv = ∆ U ×∆n ∆H = ∆U + RT×∆ g ×∆
也称化学反应热效应恒定定律） 盖斯定律 （也称化学反应热效应恒定定律）
例题：计算反应 例题：计算反应(3) 2Cu(s) + O2(g) = 2CuO(s) 的 ∆H 已知： 已知： (1) 2Cu(s) + ½ O2(g) = Cu2O(s) (2) Cu2O(s) + ½ O2(g) = 2CuO(s) 解： (3) = (1) + (2) ∆H
3 3
？
∆H ∆H
∆H
=∑ni∆H
产物i) 产物 f (产物
- ∑nj∆H
f (反应物 反应物j)
由盖斯定律和物质的标准生成焓的定义可以推导。 由盖斯定律和物质的标准生成焓的定义可以推导。
例2： ：
计算反应： 计算反应： 4NH3(g) + 5O2(g) = 4NO(g) + 6H2O(g) 的 ∆H 。 0 90.37 -241.83
例如： 例如： H2(g) + ½ O2(g) = H2O(l) ∆H = -285.8 kJ/mol = ∆H H2(g) + ½ O2(g) = H2O(g) ½ H2(g) + ½ Cl2(g) = HCl(g)
f, H2O(l) f, H2O(g) f, HCl(g)
∆H = ∆H ∆H = ∆H
∆H
= ∑niD反应物 - ∑njD产物 反应物i 产物j
由盖斯定律和标准键焓的定义可以推导。 由盖斯定律和标准键焓的定义可以推导。 用键焓估算反应： 例5. 用键焓估算反应： 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) 的∆ H 。 已知： 已知： DH-H = 436 kJ/mol， DO=O = 498 kJ/mol ， DO-H = 465 kJ/mol 解： ∆H = 2DH-H + DO=O − 2×2DO-H × = 2×436 + 498 – 4×465 = -490 kJ/mol × ×
3. 反应焓变∆H （反应热）的求算 反应焓变∆ 反应热）
化学反应的焓变： 化学反应的焓变： ∆H = ΣH 生成物 - ΣH 反应物 （1）实验测定（P150 / 例6-1） ）实验测定（ ） （2）由盖斯定律间接计算 ） （3）用物质的标准生成焓计算 ） 物质的标准生成焓定义： 物质的标准生成焓定义： 在一定的温度和热力学标准态条件下， 在一定的温度和热力学标准态条件下，由热力学最 稳定的单质反应生成 1 mol化合物的过程中所发生的焓 化合物的过程中所发生的焓 称为该化合物的标准生成焓， 表示。 变，称为该化合物的标准生成焓，用 ∆H f 表示。 书上： 单位： 书上： ∆fH 单位：kJ/mol
½H2(g) + ½ D2(g) + ½ O2(g) = HDO(l) ∆H = ∆H
f, HDO(l)
6C(石墨 + 3H2(g) = C6H6(g) 石墨) 石墨 C(石墨 = C(金刚石 石墨) 金刚石) 石墨 金刚石 ∆H = ∆H
金刚石) 金刚石 f, C(金刚石
∆H = ∆H
f, C6H6(g)
1摩尔化学反应：按化学反应的计量系数进行。 摩尔化学反应：按化学反应的计量系数进行。 摩尔化学反应 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ∆H = -571.6 kJ/mol 为什么数值加倍？ 为什么数值加倍？ 书写热化学方程式时要注意以下几点： 书写热化学方程式时要注意以下几点： （a）反应物和产物要注明物理状态，因为 是状态函数 ）反应物和产物要注明物理状态，因为H是状态函数 H2(g) + ½ O2(g) = H2O(g) ∆H = -241.8 kJ/mol 放热用“ （b） ∆H：吸热用“+”号，放热用“−”号 ） ：吸热用“
（d）已知：水的标准蒸发焓为 ）已知：水的标准蒸发焓为44.0 kJ/mol (2) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ∆H = -571.6 kJ/mol 求：反应 (3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) 的∆H 解：H2O(l) = H2O(g) ∆H = 44.0 kJ/mol (1) (3) = (1)×2 + (2)，于是， × ，于是， ∆H 3 = 2×∆H 1+∆H 2 = 2×44.0 −571.6 = -483.6 kJ/mol × ∆ ×
2. 热化学方程式和盖斯定律
热化学方程式：注明反应热的化学方程式 热化学方程式：注明反应热的化学方程式 反应热 H2(g) + ½ O2(g) = H2O(l) ∆rHm
(298 .15K)
= -285.8 kJ/mol
∆rHm ( T ) ：反应焓 = ∑H产物 − ∑H反应物 代表热力学标准状态，气体： 代表热力学标准状态，气体：P = 101.3 kPa 液体、固体： P 下的纯液体、纯固体 液体、固体： 下的纯液体、 溶液：溶质浓度1 或者1 溶液：溶质浓度 mol/kg或者 mol/L 或者 r：反应，m：1摩尔反应（kJ/mol）， 摩尔反应（ ：反应， ： 摩尔反应 ）， T：温度，通常是指 ：温度，通常是指298.15 K，可省略 ， 简写： 简写： ∆H
查表 ∆H f (kJ/mol) -46.19