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1、关于化学反应热和反应焓变现在学习的是第1页，共17页 体系状态变化而引起的内能变化体系状态变化而引起的内能变化: U = U + Q （ ） 终态终态 始态始态 吸热，使吸热，使U 对环境作功使对环境作功使U。 改写改写 U U = Q + 即即 U = Q + 封闭体系热力学第一定律数学式封闭体系热力学第一定律数学式 封闭体系，其内能变化等于封闭体系，其内能变化等于Q与之和。与之和。 例如：例如： Q=1000 KJ W= 100 KJ 则则 U=1000100 = 900 KJ 表示内能净增表示内能净增900 KJ 宇宙总能量未改：宇宙总能量未改： 1000 = 900 + 100 = 1
2、000 KJ能量守恒能量守恒 热力学第一定律对于过程能量变化的求算尤为重要，各种热力学第一定律对于过程能量变化的求算尤为重要，各种能量求算在此基础而导出。能量求算在此基础而导出。现在学习的是第2页，共17页2.2 2.2 化学反应的热效应化学反应的热效应 、等容反应热（、等容反应热（V V） 等等容：容： V=0 等等容条件用于第一定律：容条件用于第一定律：U = QV+ 体体外外 W 一般化学反应一般化学反应W =0 则：则： U +外外（V=0） 有：有： U 封闭体系、封闭体系、等等容容 、= 0 、反应热、反应热V 数值上等于体系内能增量。数值上等于体系内能增量。 若：若： 值值 U
3、0 体系内能增加体系内能增加 值值 U 0 体系内能减少体系内能减少 W现在学习的是第3页，共17页 2 2、等压反应热：、等压反应热：Q QP P 等压：等压：P1 = P2 = P = P外外 or P = 0 将等压条件用于第一定律：将等压条件用于第一定律： U = Q + 即有：即有： U =Q + 一般化学反应一般化学反应 = 0 故：第一定律为故：第一定律为 UQ外外Q 改写：改写： Q U 封闭体系等压、封闭体系等压、，恒压反应热，恒压反应热 等于体系内能增量与乘积之和。等于体系内能增量与乘积之和。现在学习的是第4页，共17页3、焓和焓变、焓和焓变 上式：上式： QU ()()
4、(2) () () 整理整理 Q () () 定义：定义： H = U+PV称称H 为焓为焓 H 特征：特征： 状态函数；状态函数； 容量性质，能量单容量性质，能量单KJ； 绝对值无法测定。绝对值无法测定。 将将H的定义式代入的定义式代入 Q式式 即有：即有： QP = H2H 用于化学过程：用于化学过程：H=产物产物反应物反应物 ； H称为焓变，称为焓变， H具有的特征，但可测定。具有的特征，但可测定。现在学习的是第5页，共17页在恒压、在恒压、条件下，化学反应热条件下，化学反应热等于等于 体系的焓变体系的焓变H；4、P与与QV 的关系的关系 QU+ PV 对于理想气体对于理想气体 UQV
5、QPQV+PV HU+PV PVnRT 恒温、恒压恒温、恒压 QPQV + nRT HU+ nRT nn产产 _n反反 气体摩尔数之差气体摩尔数之差 n0 QPQV _现在学习的是第6页，共17页2.3 2.3 标准摩尔生成焓标准摩尔生成焓 1、 标准条件：标准条件： 、热力学标准态：人为指定：选定温度、热力学标准态：人为指定：选定温度T，通常，通常选选298K、各物质压力为标准压力、且纯态为热力、各物质压力为标准压力、且纯态为热力学标准态。若讨论体系为液态，则规定各物质活度学标准态。若讨论体系为液态，则规定各物质活度= 1或或离子浓度离子浓度= 1moll -1 、稳定单质：标态下，某元素以
6、多种形式存在时，、稳定单质：标态下，某元素以多种形式存在时，焓值最低，即最稳定的为稳定单质。焓值最低，即最稳定的为稳定单质。 如：如： C石墨石墨（稳定单质稳定单质 ） C金刚石金刚石（不稳定单质不稳定单质 ） 如如 N2(g) O2(g) Cl 2(g) H2(g) Hg(l ) I2(s) Fe(s) Cu(s) Ag(s) Na(s) Br2(l ) 为稳定单质等。为稳定单质等。 现在学习的是第7页，共17页、人为指定标态下，稳定单质的标准生成焓规定、人为指定标态下，稳定单质的标准生成焓规定为为 零，即零，即 作为测定其它物质作为测定其它物质 的标度点。的标度点。2 2、化合物的标准摩尔
7、生成焓、化合物的标准摩尔生成焓 符号符号： 单位单位：KJ mol-1 设生成反应设生成反应 A + B AB H0 稳定单质稳定单质 1mol化合物化合物 反应热反应热0Hf(稳定单质)fHf(AB)H现在学习的是第8页，共17页定义：定义：标准状态下，由稳定单质生成标准状态下，由稳定单质生成1mol化合化合 物的反应热为该物质的标准摩尔生焓。物的反应热为该物质的标准摩尔生焓。 即即： 如如： 测测 H 0 = 46.19 KJmol-1 则：则：1g)f(NHmol46.19KJH3HHf(AB)(g)NH(g)H(g)N3223221 现在学习的是第9页，共17页、离子的标准摩尔生成焓、
8、离子的标准摩尔生成焓 符号：符号： 单位：单位：KJmol-1 定义：定义：标准状态下，标准状态下，1mol 水合离子的生成焓是离子的水合离子的生成焓是离子的标准摩尔生成焓，并规定：标准摩尔生成焓，并规定：mH0)(HHaqm 1aqmmol74.9KJ)(ClH 现在学习的是第10页，共17页3 3 化学反应热的化学反应热的热力学热力学求算求算 3.13.1、利用标准摩尔生成焓求算、利用标准摩尔生成焓求算H0 上讨论已有上讨论已有： Qp 产物产物 反应物反应物 用于具体反应用于具体反应 H0 ()() i无法测定无法测定； 为此为此 ：、选参考态作为相对标准：、选参考态作为相对标准： 、测
9、、测 、以、以 代代 进行计算。进行计算。 BCADCDAB0WT.P 0Hf 稳定单质iHfHfH现在学习的是第11页，共17页 即有：即有：推广，有通式推广，有通式 or 、 为方程中计量系数为方程中计量系数。)()(CDfABfBCfADfHHHH )H(H)H(HHCDABBCAD 物反应产物fjfiHHH反应应f产物fHHH ij现在学习的是第12页，共17页实例实例1：求求 N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)的的H0 解：解： H0f：0 0 46.19KJmol -1 实例实例2：教材：教材P 例例3.2 利用利用QpQv+ nRT 、H0U+ nRT求算求算 n=
10、产物气体产物气体n 反应物气体反应物气体n R8.314Jmol-1k-1， T绝对温度绝对温度)(22332fHfNfNHHHH H1mol92.38KJ46.19)(2 现在学习的是第13页，共17页例例3： 求反应求反应 的的 H0。 已知：已知：U240.3 KJmol -1解：解： n1 1.5= 0.5 H0240.3 - 0.58.314 373 10-3 241.8 （KJmol-1）3.3、盖斯定律：、盖斯定律： (利用热化学方程的利用热化学方程的 、 关系进行求算关系进行求算) 大意：恒压或恒容下，如果一个化学反应分几步进大意：恒压或恒容下，如果一个化学反应分几步进 行，则
11、总反应的反应热等于各步反应热之和。行，则总反应的反应热等于各步反应热之和。 即：即：O(g)H(g)O(g)H2C1002212 321总HHHH现在学习的是第14页，共17页实例讨论：实例讨论： 已知下列反应的反应热：已知下列反应的反应热： C石墨石墨 + O2(g) CO2(g) = 393.5 KJmol-1 H2(g)+ 1/2 O2(g) H2O(l) = 285.8 KJmol-1 CH4(g)+ 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) = 890.4 KJmol-1 求反应求反应： C石墨石墨 + 2H2(g) CH4(g) 的的 和和1H2H3H4H(g)CHf4H现在学习的是第15页，共17页解：解： 据反应，知：据反应，知： 反应反应 =反应反应 + 2 反应反应 反应反应则：则： = 393.5 + 2 (285.8) (285.8) = 74.7 KJmol-1 反应即是反应即是CH4(g)的生成反应的生成反应 反应的反应热即是反应的反应热即是CH4(g) 的标准摩尔生的标准摩尔生成焓成焓32142HHHH 147744 molKJHHgCHf.)(现在学习的是第16页，共17页感谢大家观看8/23/2022现在学习的是第17页，共17页