第八节标准摩尔反应焓的计算

f H m （物质B，相态，温度） 用下述符号表示：
例：298.15 K
1 H (g,p ) 1 Cl (g,p ) HCl(g,p ) 2 2 2 2
r Hm (298.15 K) 92.31 kJ mol-1
f H m (HCl, g, 298.15 K) 92.31 kJ mol-1
r H m (T2 ) r H m (T1 ) {H (1) H (2)}
H (1) dC p,m (D)dT eC p,m (E)dT
T1 T1 T2 T2
r Hm (T2 )
H (2)
已知
得 r H m (T2 ) r H m (T1 ) T rC p,mdT r C p,m BC p,m (B)
四、非恒温反应过程热的计算 1.有惰性物质参加 反应后，随着系统的温度发生变化，惰性物质也 吸收或放出热量。 2.最高火焰温度 指在绝热条件下，恒压燃烧反应所能达到的温度 。
Qp r H 0
3.最高爆炸温度
指恒容绝热过程
QV rU 0
2.27 25℃下，密闭恒容的容器中有10 g固体萘 C10H8(s)在过量的O2 (g)中完全燃烧成CO2 (g)和H2O (l)。过程放热401.727 kJ。求： （1）C10H8 (s) + 12O2 (g)=10CO2 (g) + 4H2O (1)的反 应进度； Ө （2）C10H8 (s)的△cUm ；
2.29 应用附录中有关物质的热化学数据，计算25℃时 反应2CH3OH (1) + O2 (g) = HCOOCH3 (1) + 2H2O (1)的 标准摩尔反应焓，要求： (1)应用25℃的标准摩尔生成焓数据； Ө △f Hm ( HCOOCH3 ,1) = - 379.07 kJ· -1； mol (2)应用25℃的标准摩尔燃烧焓数据。
T2
1
H (2) fC p,m (F)dT gC p,m (G)dT
T1 T1
T2
T2
B
r H m (T2 ) r H m (T1 )

T2
T1
rC p,mdT
T2 T1
积分式
微分式
r Hm T2 r Hm T1 r C p,m dT
r H m (298.15 K) Bc H m (B,298.15 K) B
化学反应的焓变值等于各反应物燃烧焓的总和减去
各产物燃烧焓的总和。
3.利用标准摩尔燃烧焓求标准摩尔生成焓
C(石墨)+2H2(g)+1/2O2(g)=CH3OH(l)
Ө △f Hm (CH3OH,l)
=
Ө △r Hm Ө 2△c Hm (H2,g)
2.利用各物质的标准摩尔生成焓求标准摩尔反应焓
例如有反应
3C2H2 (g) C6H6 (g)
r H m
3C2 H2 (g)
3f Hm {C2H2 (g)}
C6 H6 (g)
f Hm {C6H6 (g)}
H 2
H 1
6C(石墨)+3H2 (g)
r H m H1－H 2 f Hm {C6H6 (g)} 3f Hm {C2H2 (g)}
2.31 已知25℃甲酸甲酯的标准摩尔燃烧焓 Ө △cHm ( HCOOCH3,1)为-979.5 kJ· -1，甲酸 mol ( HCOOH,1) 、甲醇(CH3OH,1) 、水(H2O,1) 及二氧化 碳(CO2,g)的标准摩尔生成焓△f Hm分别为-424.72 kJ· -1，-238.66 kJ· -1，-258.83 kJ· -1及 mol mol mol -393.509 kJ· -1。应用这些数据求25℃时下列反应 mol 的标准摩尔反应焓。 HCOOH(1) + CH3OH(1) = HCOOCH3(1) + H2O(1)
=
Ө △c Hm ( C,石墨)
+
-
Ө △c Hm (CH3OH,l)
应用： 求一些不能由单质直接合成的有机物的生成焓。
4.根据定义，将反应焓与生成焓、燃烧焓相结合
例如：在298.15 K和标准压力下，有反应：
(COOH)2 (s) 2CH 3OH(l) (COOCH 3 ) 2 (s) 2H 2O(l)
c Hm (石墨,s) 2c Hm (H2 ,g) c Hm (CH3OH,l)
c Hm (石墨，s) f Hm (CO2，g) c Hm (H2，g) f Hm (H2O，g) c Hm (N2，g) f Hm (2NO2，g) c Hm (O2，g) f Hm (H2O，l)
Ө （3）C10H8 (s)的△cHm 。
2.28 应用附录中有关物质在25℃的标准摩尔生成焓的 Ө Ө 数据，计算下列反应在25℃时的△rUm 及△rHm 。 (1) 4NH3 (g) + 5O2 (g) = 4NO (g) + 6H2O (g) (2) 3NO2 (g) + H2O (1) = 2HNO3 (1) + NO (g) (3) Fe2O3 (s) + 3C(石墨) = 2Fe (s) + 3CO (g)
r H m c Hm 石墨 f Hm CO2 ,g a
4）查表 H2(g)，C(石墨)的标准摩尔燃烧焓等于 ? 298.15 K时的燃烧焓值有表可查。 查表时应注意氧化产物相态。
2.利用标准摩尔燃烧焓求标准摩尔反应焓
例如有反应
7.5O2 (g)+ 3C2 H2 (g)
Ө △ 三、 r Hm
随 T 的变化 — 基希霍夫公式
1.Kirchhoff 公式 (反应物、产物在T1～T2温度范围内只发生p、V、T变化)
T1 :
T2 :
dD eE fF gG
H (1)
r H m (T1)
dD eE fF gG
3C H {C2H2 (g)}
m
3C2H2 (g) C6H6 (g)
r H
m
C6 H6 (g) +7.5O2 (g)
C Hm {C6H6 (g)}
6CO2 (g)+3H2O(l)
r Hm 3C Hm {C2H2 (g)} C Hm {C6H6 (g)}
C CO2 (g)
H H2 O(l)
S SO2 (g)
N N2 (g)
2）对于完全氧化产物如CO2(g)，H2O(l)，SO2(g)的标准 摩尔燃烧焓为？；氧气是助燃剂，燃烧焓等于？。 3）把标准摩尔燃烧焓与相对应的反应的标准摩尔反应 焓相联系。 C 石墨 +O2 g =CO2 g r H m a
（A）
（B）
（C）
(D)
r Hm c Hm (A) 2c Hm (B) c Hm (C) 2c Hm (D)
例：在298.15 K和标准压力下：
C(石墨) 2H2 (g) 1 O2 (g) CH3 OH(l) 2
r H m f Hm (CH3OH,l)
d r H m r C p ,m dT
rC p,m BC p,m B
B
如温度变化范围不大， r C p,m可看作常数， 则 r Hm (T2 ) r Hm (T1 ) rCp,m (T2 T1 )
如果在该温度区间内有物质发生相变，就要进行 分段积分，加入相变焓。
强调：
1)碳的稳定态为 石墨 ，磷的稳定态为 白磷 ； 2)稳定相态单质的标准摩尔生成焓等于？；
3）化合物的标准摩尔生成焓是个相对值，是相对 于标准压力，同温度下所对应稳定单质的相对焓； 4）要把某化合物（或单质）的标准摩尔生成焓与其 定义中的化学反应相结合，即同时也是该反应的标准 摩尔反应焓。 298.15 K时的生成焓值有表可查。
• MgO的生成反应 •焰火是各种金属粉 末与氧气的化合 Ba(OH)2· 2O + 2NH4NO3 = Ba(NO3)2 + 2NH3 + 10H2O 8H
2.8 标准摩尔反应焓的计算
一、标准摩尔生成焓（standard molar enthalpy of formation）及由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓 1.标准摩尔生成焓 在标准压力下，反应温度时，由稳定 相态单质合成标准状态下单位量物质B的反应焓变。
B f H m ( B) B
B为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取
正值。
二、 标准摩尔燃烧焓 和由标准ຫໍສະໝຸດ Baidu尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 1.标准摩尔燃烧焓
在标准压力下，反应温度时，1mol物质B与氧完全燃烧 成相同温度的指定氧化产物时的焓变。
用符号 c H m (物质、相态、温度)表示。
例如：在298.15 K及标准压力下：
CH 3COOH(l) 2O2 (g) 2CO 2 (g) 2H 2O(l) r Hm 870.3 kJ mol-1
则 c Hm (CH3COOH, l, 298.15 K) 870.3 kJ mol-1
强调：
1）完全燃烧生成指定氧化产物，指定产物通常规定为：