无机化学 化学反应伴随的热效应.ppt

盖斯定律 始态 终态 中间态 化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热总是相同的.  1.2.6 几种热效应 1.物质的标准摩尔生成焓Enthalpy of formation （1）定义—在热力学标准状态及指定温度下，由最稳定单质生成1 mol某物质的过程的焓变，称为该物质的标准（摩尔）生成焓（热） 。 符号：△fH ? m (T ) ，简为△fH ? 。 单位：kJ·mol-1 f = formation, m = molar, ? = Standard State, T = temperature. 由于“焓”（H ）的绝对值无法测定， 故规定：最稳定单质的 △fH ? m (T ) = 0 kJ·mol-1 指在温度T下,由最稳定单质生成1mol物质B的标准摩尔焓变。 标准摩尔生成焓（standard molar enthalpy of formation ） C(石墨) C(金刚石) P(s, 红) P(s, 白) H2O(g) H2O(l) 0.000 +1.987 -17.6 0.000 -241.80 -285.84 HF(g) HCl(g) HBr(g) HI(g) NaCl(s) PCl3(g) -271 -92.31 -36.40 +25.9 -411.15 -287 物 质 1.物质的标准摩尔生成焓（热）（续） a．单质的稳定态是指在该条件下的自然的最稳定的状态，b．一定是生成1mol化合物，c．温度一般为25℃（298.15K） △fH ? m (H2(g)) = 0 kJ·mol-1 △fH ? m (O2(g)) = 0 kJ·mol-1 △fH ? m (C (石墨)) = 0 kJ·mol-1 但，△fH ? m (O3(g)) = +143 kJ·mol-1 △fH ? m (C (金刚石)) = +1.987 kJ·mol-1 1.物质的标准摩尔生成焓（热）（续） （2）应用—计算反应的标准热效应 设一反应为：a A + b B = d D + e E △rH ? m = ∑vi△fH ? m（生成物） - ∑vi△fH ? m （反应物） vi 是方程式的系数，无量纲。 例：计算下列反应的标准反应热。 3 C2H2 (g) = C6H6 (g) △fH ? m 227 83 △rH ? m = 83 - 3× 227 = - 598 kJ·mol-1 所以，DH=DH1+DH2=DfH（C6H6）-3DfH（C2H2） 即产物标准生成焓-反应物标准生成焓 小结： △rH ? m = ∑vi △cH ? m （反应物） - ∑vi △cH ? m （生成物） 热化学小结： 1.许多反应的热效应可由实验测定； 2.不能由实验测定的反应热，可利用“盖斯定律”计算； * 由于不存在分子间的相互作用，系统的内能只是所有分子热运动动能的总和。而分子热运动动能只是温度的函数，所以理想气体的内能也只是温度的函数 热力学能的物理意义 不是状态函数的w,q的代数和是一个状态函数U, 是热力学第一定律的特点。 具有明确的物理意义—Internal Energy 具有广度性质； 在数值上等于系统以恒容方式发生始终态变化时的热效应。 §1.2 反应热效应与热化学循环 1.2.1反应热效应 在化学反应过程中，当生成物的温度与反应物的温度相同，等压条件下（恒容条件下）反应过程中体系只做体积功（无）而不做其它有用功时，化学反应中吸收或放出的热量称为化学反应的热效应。 等压热效应(qp) 等容热效应(qv ) 恒容热效应与△U ISOCHORIC Process： DV＝0，不做有用功 DU＝q+w＝qv+（-pexDV） DU＝qv 即 在数值上，体系内能变化量等于以恒容过程进行始终态变化时的热效应，这是内能的间接物理意义。或者:体系吸收的热量qV全部用来增加体系的热力学能。 恒容热效应测定 弹式量热计是用来测定反应热的装置，定量的固体（或液体）放在弹内，压入高压氧气，通电流将铁丝熔融，此热引起固体燃烧，再利用温度升高来计算燃烧热。 实践中常常利用恒容热效应的测定来推算给定反应在一定条件下的热效应。原因是不同热效应之间存在一定关系。 0.6