摩尔反应焓的计算

∆ 2 H − ∆1 H = ∫
Θ
T 298.15K
{ yC p ,m (Y) + zC p ,m (Z) − aC p ,m (A) − bC p ,m (B)}dT
Θ
∆r H m (T ) = ∆r H m ( 298.15 K ) + ∫ ∆ C dT 298.15K r p , m
式中
∆ r C p,m = yC p,m (Y ) + zC p,m ( Z ) − aC p,m ( A) − bC p,m ( B)
计算下列反应的标准摩尔反应焓∆ 例: 计算下列反应的标准摩尔反应焓∆r Hm (298K) : 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g) 已知25℃ 已知 ℃时, ∆fHm [NO(g)]= 90.4 kJ/mol ∆fHm [H2O(g)]= - 241.8 kJ/mol ∆fHm [NH3(g)]= - 46.1 kJ/mol 解: ∆ rHm = 4 ∆fHm [NO(g)] + 6 ∆fHm [H2O(g)]
Θ Θ
通常可查得298.15K下物质的标准摩尔燃烧焓 下物质的标准摩尔燃烧焓, 通常可查得 下物质的标准摩尔燃烧焓 来计算该温度下任一反应的标准摩尔反应焓. 来计算该温度下任一反应的标准摩尔反应焓 P.296 该温度下任一反应的标准摩尔反应焓
例35 例24 例25
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例35： 已知（p ： 已知（ H2(g) +
Θ Θ Θ Θ Θ ∆r Hm(T ) = ∆1H −∆2 H = [ a∆c Hm( A) + b∆c Hm(B)] − [ y∆c Hm(Y ) + z∆c Hm (Z)]
反应物的标准摩尔燃烧焓之和减去产物标准摩尔燃烧焓之和. 反应物的标准摩尔燃烧焓之和减去产物标准摩尔燃烧焓之和
∆r Hm (T ) = −∑ν B∆c Hm ( B)
∆1 H = ∫
∆2H = ∫
T 298.15K T
298.15K
{aC p ,m (A) + bC p ,m ( B )}dT
{ yC p ,m (Y) + zC p ,m (Z)}dT
Θ Θ ∆ r Hm (T ) = ∆ r H m (298.15K ) − ∆1 H + ∆ 2 H
Θ Θ ∆r H m (T ) = ∆r H m (298.15K ) + ∆ 2 H − ∆1 H
CH4(g) + 2O2 (g) → 2CO2(g) +2H2O(l)
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∆cHm (CH4,g)
6
C2H5OH(l) + 3O2 (g) →2CO2(g) + 3H2O(l) ∆cHm (C2H5OH,l )
4. 由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
aA (α ) + bB ( β ) 298 .15 K → yY (γ ) + zZ (δ )
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5. 标准摩尔反应焓随温度的变化 标准摩尔反应焓随温度的变化——基希霍夫公式 基希霍夫公式
已知298.15K下化学反应的∆rHm (298.15K), 欲求取 下化学反应的∆ 已知 下化学反应的 温度T 下的∆rHm (T) . 温度 下的∆ aA(α) bB(β) ∆ H (298.15K) yY(γ) zZ(δ) r m + 298.15K 298.15K 298.15K + 298.15K 标准态 标准态 标准态 标准态 ∆1H aA(α) bB(β) +T T 标 标准态 准态 ∆rHm (T) yY(γ) T 标准态 ∆2H zZ(δ) + T 标准态
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稳定态单质自身的标准摩尔生成焓为零 稳定态单质自身的标准摩尔生成焓为零
2
同一种物质相态不同, 不同,例如 例如: 同一种物质相态不同 ∆ f H m 不同 例如
Θ
C(石墨 石墨) 石墨 C(金刚石 金刚石) 金刚石 298.15K下H2O(l) 下 298.15K下H2O(g) 下
- 4 ∆fHm [NH3(g)] - 5 ∆fHm [O2(g)] = 4×90.4 + 6 × (-241.8) - 4 × (-46.1) - 0 = - 905 kJ/mol ×
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3. 标准摩尔燃烧焓
1mol 化合物 (β相) + O2(g) 化合物B β
(标准态 T) 标准态, 标准态
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解:
H2O(g) + C(石墨 = H2(g) + CO(g) 石墨) 石墨 ＝ - 110.53 - (- 241.8) ＝ 131.27 kJ.mol-1
(1) ∆r Hm (298K) ＝ ∆f Hm [CO(g),298K] － ∆f Hm [H2O(g),298K]
产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物标准摩尔生成焓之和. 产物的标准摩尔生成焓之和减去反应物标准摩尔生成焓之和
Θ ∆ r H m (T ) =
∑ν B∆ f 98.15K下各物质的标准摩尔生成焓 来计算 下各物质的标准摩尔生成焓, 通常可查得 下各物质的标准摩尔生成焓 2011-10-12 任一反应的标准摩尔反应焓 4 该温度下任一反应的标准摩尔反应焓 P.292 该温度下任一反应的标准摩尔反应焓.
298K） ） ∆rHm (T)= - 285.830kJ.mol-1
1/2O2(g) → H2O(l)
求： ∆fHm (H2O，l , 298K) = ？ ， 解： ∆cHm (H2, g , 298K)= ？ ∆rHm (298K) = ∆fHm (H2O，l , 298K) = ， ∆cHm (H2, g , 298K)= - 285.830kJ.mol-1
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∆cHm (B, β )
完全氧化产物
(标准态 T) 标准态, 标准态
(标准态 T) 标准态, 标准态
完全燃烧产物指 完全燃烧产物指: C → CO2(g); H→ H2O(l); S → SO2(g); N → N2;…… → 对一定相态的物质B, 对一定相态的物质 其 标准摩尔燃烧焓 ∆cHm , 仅是温度的函数, 298.15K时的值可以从手册查出 是 时的值可以从手册查出, 仅是温度的函数 时的值可以从手册查出 基础热数据之一. 基础热数据之一 完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓为零 完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓为零
3
2. 由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓
aA (α ) + bB ( β ) 298 .15 K → yY (γ ) + zZ (δ )
Θ Θ Θ Θ Θ ∆r Hm(T ) = ∆2 H −∆1H = [ y∆f Hm(Y ) + z∆f Hm( Z)] − [ a∆f Hm( A) + b∆f Hm(B)]
(2) ∆r Um (298K) = ∆r Hm (298K) - Σν (g)RT = 131.27 - (2-1)×8.314×298.2×10-3 × × × =128.79 kJ.mol-1 (3)∆r Hm (600K) = ∆r Hm (298K) + ∆rCpm(T2－ T1) ∆ = 131.27 + (29.29×2 -29.29 -10.46)×(600-298)×10-3 × × × = 136.96 kJ.mol-1
1mol化合物 (β相) 化合物B β 化合物
(标准态 T) 标准态, 标准态
对一定相态的物质B, 对一定相态的物质 其标准摩尔生成焓 ∆fHB (β,T) β 温度的函数, 时的值可以从手册查出, 仅是温度的函数 时的值可以从手册查出 仅是温度的函数 298.15K时的值可以从手册查出 是 基础热数据之一. 基础热数据之一 P.292 固体单质常有多种晶型(相态 如 固体单质常有多种晶型 相态), 相态 碳的稳定态是：石墨 碳的稳定态是：石墨. 硫的稳定态是：正交硫. 硫的稳定态是：正交硫 磷的稳定态是：以前用白磷，现用红磷. 白磷 红磷 磷的稳定态是：以前用白磷，现用红磷
标准摩尔反应焓的计算
1. 标准摩尔生成焓 由单质生成化合物的反应称为生成反应. 由单质生成化合物的反应称为生成反应. 生成反应
单质1 稳定相 单质 稳定相 稳定相) 单质2 稳定相) 单质 (稳定相 +单质 (稳定相 +…
(标准态 T) 标准态, 标准态 (标准态 T) 标准态, 标准态
Θ ∆ f H m (T )
T
以上公式称作基希霍夫公式 以上公式称作基希霍夫公式
例：求水蒸气和石墨反应 H2O(g) + C(石墨) = H2(g) + CO(g) (石墨) 的∆r Hm (298K), ∆r Um (298K)及∆r Hm (600K), 假定气体 ∆ ∆ 均可看作理想气体。已知： 均可看作理想气体。已知： ∆f Hm [H2O(g),298K]＝－ 241.8 kJ.mol-1, ∆f Hm [CO(g),298K]＝－ 110.53 kJ.mol-1, 平均热容 Cp,m[C(石墨)]＝10.46 J.K.mol-1, H2O(g), H2(g)及 (石墨) CO(g)的平均热容均按 Cp,m = 29.29 J.K.mol-1计。 的平均热容均按
Θ ∆ f Hm = 0 Θ ∆ f H m = 1.985kJ gmol −1
Θ ∆ f H m = −285.83kJ gmol −1
Θ ∆ f H m = −241.82kJ gmol −1
写化学计量式时,要注明物质的相态 写化学计量式时 要注明物质的相态! 要注明物质的相态
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