1.2 化学反应热效应的计算

参考状态元素单质的标准摩尔生成焓等于零。
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第1章 化学热力学基础
参考态单质： =0 但非参考态单质的标准生成焓不为零。 例如 C(石墨)是参考态单质 = 0， C(金刚石)不是参考态单质 ≠ 0， 与反应的条件有关， 与物质的聚集态有关。
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第1章 化学热力学基础 Question
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第1章 化学热力学基础
恒压条件下： Q P = △r H H 是状态函数， r H 不受途径影响。 故总反应 r H等于各分反应 r H 之和。 应用 利用方程式组合计算
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第1章 化学热力学基础
例1.2
(1) (2) (3) = -393.5 kJ mol-1 = 283.0 kJ mol-1 =？
(5)
是相对值，不影响反应的焓变。
(6) 如果反应温度不是298.15K，而是其它温度， 则是会有改变的，但一般变化不大，在近似估算 中，可以近似地将 (298.15K)作为其它温度
的
。
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第1章 化学热力学基础
例1.4 下列反应中, 哪个是表示 AgBr (s) 的生成反应 ( )? A、 Ag+ (aq) +Br-(aq) = AgBr (s) B、 2Ag (s) +Br2 (l) = 2AgBr (s) C、 Ag (s) +1/2Br2 (l) = AgBr (s) D 、 Ag (s) +1/2Br2 (s) = AgBr (s)
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第1章 化学热力学基础
1.2 化学反应热效应(焓变)的计算 1.2.1 用盖斯(Hess)定律求算 1.2.2 用标准摩尔生成焓求算 1.2.3 用标准摩尔燃烧焓求反应热 1.2.4 从键能估算
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第1章 化学热力学基础
1.2.1 用盖斯(Hess)定律求算
在长期的生产和实际中，人们发现有很多 化学反应的热效应很难用已掌握的实验方 法来测定。
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比如：
(1) (热效应可测) (2) (热效应可测) (3) (无法测定)
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怎样求取未知反应(3)的热效应呢？
能否用已知的热效应来求出未知的呢？ 盖斯定律： 不管化学反应是一步完成或是分几步完 成，过程中的热效应总是相同的。或者说， 总反应的热效应等于各分反应热效应之和。
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显然 方程(1) ＋ (2)即为所求反应(3)。
根据盖斯定律
(3)＝ (1) + (2)
＝ - 393.5 + 283.0
＝ - 110.5 (kJ· -1) mol
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利用盖斯定律可以通过一些已知的反应热数据 求出某些未知的反应热数据，尤其是不易由实
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例1.3 利用标准生成焓变，计算下列反应的标准热 效应： Al2O3 (s) + 6HCl (g) = 2AlCl3 (s) + 3H2O (g) 解： 自教材附录中分别查出反应中各物质的标 准生成焓（ ）；注意各物质的聚集态；代入数
值时不要忘记各物质化学式前的计量系数：
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生成焓的负值越大，表明该物质键能越大，
对热越稳定。 例如：NaCl (s)、CaCO3 (s)、NO (g) 的标准 摩尔生成焓
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= – 411.12 kJ· –1 mol = –1206.92 kJ· –1 mol = +90.25 kJ· -1 mol
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= i （反）－ i （产）
注意生成焓公式与燃烧焓公式的差别 = Σνi (产) –Σνi (反)
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1.2.4 从键能估算 化学键断裂和形成过程的总的热效应，则可以 体现反应热。故通过键能可以估算反应热。
将反应物的键能与产物的键能进行比较，若产
物的键能强，则产物比反应物稳定，反应放热。
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若知道各种化学键的能量，则可估算反应热， 公式为
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常见键能数据(单位： kJ· -1) mol
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验直接测的反应热数据。
= H (产物） - H（反应物）
H 绝对值不可知，要计算反应 需来自百度文库参照标准。
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1.2.2 用标准摩尔生成焓求算 化学热力学规定，某温度下，由处于标准态
的各种元素的参考状态单质生成标准态的 1 mol 某纯物质的焓变，叫做该温度下该物质 的标准摩尔生成焓 ，又称标准摩尔生成热。 符号 单位：kJ· -1 mol 其中：“f ”表示生成 formation
热效应为正值，表明该反应吸热；主要原因是 生成物H2O为气态，吸收了相当数量的热量。
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●注意： (1) 是状态函数， =∑ (终态)－∑ (始 态) ，均勿颠倒。
(2) 反应中涉及的各种物质需要考虑其聚集状态，因不
同聚集状态的物质其 (298.15K)的值不同。
由各物质的标准生成焓怎样求反应的标准反应焓呢？ 例如： 设计反应途径：CO2 (g) + H2 (g) = CO (g) +H2O (g) 求
a. b. c.
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根据盖斯定律，总反应焓变 = = =[
（CO) + (CO) + (CO) + (H2O)－ (H2O)－ (H2O)]－[ (CO2) (CO2)
(3)反应方程式的化学计量系数不要遗漏。当反应的化
学计量系数扩大或缩小时，反应的焓变也作相应的 变化，因此不能离开化学反应方程式来表示焓变。
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(4) 由于生成反应有的是吸热反应，有的是放热反
应，所以 (298.15K)的数值有的是正值，有 的是负值，计算时注意正负号。
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1.2.3 用标准摩尔燃烧焓求反应热
标准摩尔燃烧焓( c combustion )：在100 kPa 下，1 mol物 质完全燃烧时的焓变。 单位为 kJ•mol-1
C CO2 （g）
H
N Cl
对于燃烧终点的规定，必须严格 S
H2O （ l）
SO2 （g） N2 （g） HCl （aq）
第1章 化学热力学基础
本节关键知识点
●概念：
盖斯定律、标准摩尔生成焓 (
燃烧焓 ( )；
)、标准摩尔
●求反应热效应的四种方法：
利用盖斯定律求算、利用物质的标准摩尔生成
焓求算、利用物质的标准摩尔燃烧焓求算、从
键能估算。
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－
(H2) (H2)]
(CO2) +
推广：对于反应： a A + b B = g G + d D
在
298.15K时，反应的标准焓变 (298.15K)可按下式计算：
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也就是 = Σνi (产物) –Σνi (反应物)
利用上述公式可以求出各种反应的焓变， 即求出反应的热效应。
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Al2O3 (s) + 6HCl (g) = 2AlCl3 (s) + 3H2O (g)
kJ· –1 -1675.7 mol
-92.31 (产物) –Σνi
-704.2
-241.82
= Σνi
(反应物)
= 2(-704.2) + 3(-241.82) –(-1675.7) –6(-92.31) = 95.73 kJ· -1 mol