标准生成焓和标准燃烧焓

0
B
BB
化学反 应进度
def nB nB (0) B
或产物
(reactant or product)
化学 计量数 (stoichiometric
(extent of reaction) dnB Bd
number)
dD+eE+······＝gG+rR+······
0
B
BB
def nB nB (0) B
应焓
Δc
H
d m
◆标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓是物质的特性 ◆标准摩尔反应焓的数值取决于反应方程式的写法
◆ Δr Hmd
B
BΔf
Hmd
(B)
B
BΔc
Hmd
(B)
3CO2 + 4H2O
i.g. 25℃ p d
l 25℃ p d
绿：燃烧
+5O2
C3H8
i.g. 25℃ p d
Δr
H
d m
-3O2
nD nD (0) nE nE (0) L nG nG (0) nR nR (0) L
D
E
G
R
nD nD(0) d , L , nG nG (0) g , L
反应进度不依赖于物种，但是依赖计量系数。
0 2H2O(l) 2H2(g) O2(g)
0
H2O(l)
H2பைடு நூலகம்
(g)
(C2H5OH,g)
= [110.16 2 241.818 (2 235.10)]kJ mol1
96.72kJ mol1
例2 计算下列反应在25℃时的标准摩尔反应焓。
衡态，只是近似的状态函数。
标准摩尔反应焓：
Δr
H
d m
B
H
d m,B
B
都处于标准态，是状态函数，
仅依赖温度。就用它了！
标准摩尔生成焓：由最稳定的单质生成该物质时 的标准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ
f
H
d m
最稳定单质：H2(g), N2(g), O2(g), C(石墨),
Δr H Hm,GΔnG Hm,RΔnR L Hm,DΔnD Hm,EΔnE L
Δ ΔnG ΔnR L ΔnD ΔnE L
gr
d
e
ΔnG gΔ , ΔnR rΔ , L , ΔnD dΔ , ΔnE eΔ ,L
Δr H Hm,GΔnG Hm,RΔnR L Hm,DΔnD Hm,EΔnE L
1 2
O2
(g)
摩尔反应焓：单位反应进度的反应焓变
(molar enthalpy of reaction)
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
状态函数只 在平衡态下 才有意义！
摩尔反应焓近似是状态函数！由反应体系当前的 状态决定。更直观地，也可如下定义：
dD+eE+······＝gG+rR+······
Δ
Δ
gHm,G rHm,R L dHm,D eHm,E L
标准摩尔反应焓：物质处于标准态下的摩尔反应焓 (standard molar enthalpy of reaction)
dD+eE+······＝gG+rR+······
摩尔反应焓：
Δr Hm B Hm,B
B
处于反应体系当前状态，不是平
CO
1 2
O2
CO 2
C O2, N2, Cu, Hg(l) 基 准
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hmd
B
B Δf
Hmd
(B)
CO
1 2
O2
CO 2
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hmd
B
B Δc Hmd
(B)
Δf
H
d m
CO 2
Δf
H
d m
CO
Δr
H
d m
C
Δr
H
d m
Δc
H
d m
CO
Δc
H
d m
S(正交硫), Hg(l), Sn(白锡), Cu(s)
标准摩尔燃烧焓：物质在 O2 中完全燃烧时的标 准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ
c
H
d m
燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)
例：标准摩尔（反应焓、生成焓、燃烧焓）的关系
+ C2H4
i.g. 25℃ p d
-2O2
CH4
i.g. 25℃ p d
3C + 4H2
石墨 25℃ p d i.g. 25℃ p d
蓝：生成
◆注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔生成焓 也不同。
H 2 O(l)
H2O(g)
1 H2 (g) 2 O2 (g)
◆ Δf Hmd (H2O, g, T) Δf Hmd (H2O, l, T) ΔvapHmd (H2O, T)
◆注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔燃烧焓 也不同。
CH 3OH(l)
3 2
O2
CH 3OH(g)
3 2
O2
CO 2 2H 2O
◆ ΔcHmd (CH3OH,l,T)=ΔcHmd (CH3OH,g,T ) ΔvapHmd (CH3OH,T )
例1 由标准摩尔生成焓计算25℃时下列反应的标准 摩尔反应焓。
解： 2C2H5OH(g) C4H6(g) 2H2O(g) H2(g)
Δf
H
d m
C2H5OH(g)
C4H6(g)
kJ mol1 -235.10
110.16
H2O(g) H2(g) -241.818 0
Δr
H
d m
Δf Hmd (C4H6 ,g)+2Δf Hmd (H2O,g)
2Δf
H
d m
Δr Hm gHm,G rHm,R L dHm,D eHm,E L
B Hm,B 其值与化学计量系数有关 B
Hm,B可近似看作反应体系当前状态下物质B的摩尔 焓，是温度、压力和物质浓度的函数。
摩尔反应焓两种定义等价性的证明：
dD+eE+······＝gG+rR+······
设反应物B的量的微变为DnBnB(D)nB()：
CO 2 H2O(l), SO2, N2
基准
小结：
摩尔反应焓
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
B
B
H
m
(B)
标准摩尔反应焓
Δr Hmd
B
B
Hmd
(B)
标准摩尔生成焓
由最稳定的单质生
成该物质时的标准摩尔
反应焓
Δf
H
d m
标准摩尔燃烧焓
物质在 O2 中完全 燃烧时的标准摩尔反
1-11 标准生成焓和 标准燃烧焓
Standard Enthalpy of Formation and Standard Enthalpy of Combustion
最稳定单质
△f H
物质B
物质B
△c H
最终燃烧产物
化学反应的表示方法
dD+eE+······＝gG+rR+······ 反应物
左边物质称为反应 物，化学计量数为 负，右边为产物， 化学计量数为正。