大学物理第一章八九节.ppt

第八节 热化学(Thermochemistry) 化学反应的热效应 反应进度 热化学方程式 1. 化学反应的热效应 (heat effect) 等容热效应（氧弹量热计测） Qp与QV的关系 Qp与QV的关系： 试求下列反应在298K，101.325kPa时的等压热效应。 （1）2H2S (g) ＋ SO2 (g) = 2H2O (l) + 3s (斜方) QV ＝ -223.8 kJ Δn = ?, Qp = ? (2) 2C (石墨) ＋ O2 (g) = 2CO (g) QV ＝ -231.3 kJ Δn = ?, Qp = ? (3) H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) QV ＝ -184 kJ Δn = ?, Qp = ? 例1-9：合成氨反应化学计量方程式可写成： （1）N2 + 3H2 → 2NH3 (2) 0.5N2 + 1.5H2 → NH3 若反应起始时，N2、H2、NH3的摩尔数分别为10、30、0，反应进行到t时刻， N2、H2、NH3的摩尔数分别为7、21、6。求反应t时刻时反应（1）和（2）的反应进度。 摩尔反应焓变化ΔrHm和摩尔反应热力学能变化ΔrUm（由化学计量方程式得） 3. 热化学方程式的书写 注明物质状态：g代表气体，l代表液体，s代表固体; 注明压力和温度，如未注明表示压力为标准压力pθ,温度为298.15K; 注明反应热，且其数值与化学反应计量方程式的写法相关。 第九节 化学反应热效应的计算 赫斯定律 生成焓 燃烧焓 基尔霍夫定律 1. Hess定律 一个化学反应不论是一步完成还是分几步完成，其热效应总是相同的。 例题：已知下列反应在298K时的热效应： (1) Na (s) + 0.5 Cl2 (g) = NaCl (s) ΔrHm，1 = -411 kJ (2) H2 (g) + S (s) + 2O2 (g) = H2SO4 (l) ΔrHm，2 = -811.3 kJ (3) 2Na (s) + S(s) + 2O2 (g) = Na2SO4 (s) ΔrHm，3 = -1383 kJ (4) 0.5 H2 (g) + 0.5 Cl2 (g) = HCl (g) ΔrHm，4 = -92.3 kJ 求反应2 NaCl (s) + H2SO4 (l) = Na2SO4 (s) + 2HCl (g) 在298K时的ΔrHm和ΔrUm。 2. 生成焓（enthalpy of formation) 等温等压下： 标准摩尔焓的定义： 在标准压力为101325pa,温度为298.15K，1mol稳定单质(单质处于最稳定状态时) ， 生成焓(formation enthalpy) 在标准压力下，反应温度时，由最稳定的单质生成1mol纯物质的焓变，称标准摩尔生成焓。 没有规定温度； 生成焓仅是相对值(相对稳定单质的焓值 为零)。 标准摩尔生成焓的计算： 在pθ 和298.15K下，ΔrHθ= -285.8kJ H2(g) + 0.5O2(g) ＝ H2O(l) Hmθ(H2, g)=0 Hmθ(O2, g)=0 ΔfHmθ(H2O, l) = ΔrHθ= -285.8kJ 利用生成焓计算热效应: 习题24：298.15K，下列反应的热效应： （1）C6H5COOH(l)+7.5O2=7CO2(g）+3H2O(l) ΔrH = -3230kJ (2) C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔrH = -394kJ (3) H2(g)+0.5O2=H2O(l) ΔrH = -286kJ 试计算 C6H5COOH(l)的标准生成热ΔfHmθ 。 3.燃烧焓（enthalpy of combustion) 在标准压力下，1mol某物质完全燃烧时的等压热效应称为标准摩尔燃烧焓（Standard molar