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1、大学基础课程无机化学课件p化学中的计量进行 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望1-1 化学反应中的计量化学反应中的计量1-2 化学反应中的质量关系化学反应中的质量关系1-3 化学反应中的能量关系化学反应中的能量关系第一章第一章 化学反应中的质量关系化学反应中的质量关系 和能量关系和能量关系第一节第一节 化学反应中的计量化学反应中的计量1.1.1 相对原子质量和相对分子质量相对原子质量和相对分子质量1.1.2 物质的量及其单位物质的量及其单位1.1.3
2、摩尔质量和摩尔体积摩尔质量和摩尔体积1.1.4 物质的量浓度物质的量浓度1.1.5 气体的计量气体的计量 一、理想气体状态方程一、理想气体状态方程pV=nRT波义尔定律：当波义尔定律：当n和和T一定时，气体的一定时，气体的V与与p成反比成反比 V 1/p (1)查理查理盖吕萨克定律：盖吕萨克定律：n和和p一定时，一定时，V与与T成正比成正比 V T (2)阿佛加德罗定律：阿佛加德罗定律：p和和T一定时，一定时，V与与n成成正比正比 V n (3)以上三个经验定律的表达式合并得以上三个经验定律的表达式合并得:V nT/p (4)实验测得（实验测得（4）的比例系数是）的比例系数是R，于是得到，于是
3、得到 pV=nRT (5)这就是理想气体状态方程式这就是理想气体状态方程式p气体的压力，单位为帕气体的压力，单位为帕(Pa)V体积，单位为立方米体积，单位为立方米(m3)n物质的量，单位为摩物质的量，单位为摩(mol)T热力学温度，单位为热力学温度，单位为“开开”(K)R摩尔气体常数摩尔气体常数提问：提问：R的取值和单位是什么？的取值和单位是什么？七个基本量七个基本量：l、m、t、T、I、n、lv在在STP下，下，p=101.325kPa，T=273.15Kn=1.0mol 时，时，Vm=22.414L=22.41410-3m3若单位取得不同的话，则若单位取得不同的话，则R的值也会不同的值也会
4、不同我们在计算时一定要注意我们在计算时一定要注意R取值的单位与取值的单位与P，V单位相配套！单位相配套！气体常数的几种常用数值和量纲气体常数的几种常用数值和量纲分子体积与气体体积相比可以忽略不计分子体积与气体体积相比可以忽略不计分子之间没有相互吸引分子之间没有相互吸引和排斥和排斥分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞 不造成动能损失不造成动能损失 理想气体理想气体:根据研究结果表明：根据研究结果表明：低压高温低压高温下的实际气体下的实际气体性质接近于理想气体性质。性质接近于理想气体性质。这时气体的压力、体积、温度以及物质的量这时气体的压力、体积、温度以及物质的量之
5、间的关系可近似地用理想气体状态方程来之间的关系可近似地用理想气体状态方程来描述。描述。二、理想气体状态方方程式的应用二、理想气体状态方方程式的应用1、计算计算p，V，T，n四个物理量之一。四个物理量之一。应用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体。应用范围：温度不太低，压力不太高的真实气体。2、气体摩尔质量的计算气体摩尔质量的计算M=Mr g mol-13、气体密度的计算气体密度的计算 =m m/V V =计算过程可不写单位，但结果要写单位计算过程可不写单位，但结果要写单位 1、分压和分压定律、分压和分压定律三、理想气体分压定律三、理想气体分压定律气体的分压气体的分压(pB)气体混合物中，某一
6、组分气体气体混合物中，某一组分气体B对器壁所施加的压力。对器壁所施加的压力。即等于即等于相同温度下相同温度下该气体单独占有与混合气体该气体单独占有与混合气体相同相同体积时体积时所产生的压力。所产生的压力。道尔顿分压定律道尔顿分压定律混合气体的总压力等于混合气体的总压力等于各组分气体的分压之和。各组分气体的分压之和。p=pB=结论结论:1）混合气体总压等于各组分气体分压之和）混合气体总压等于各组分气体分压之和 道尔顿分压定律道尔顿分压定律.推之推之 令令 摩尔分数摩尔分数某组分气体的某组分气体的“物质的量物质的量”与混合气体的总与混合气体的总“物质的量物质的量”之比成为该组分气体的摩尔分数。之比
7、成为该组分气体的摩尔分数。则则结论结论:2）组分气体的分压力与其摩尔分数成正比）组分气体的分压力与其摩尔分数成正比2、分体积、分体积 体积分数体积分数 混合气体中各组分气体的相对含量可以用分压表示，也混合气体中各组分气体的相对含量可以用分压表示，也可以用气体的分体积或体积分数来表示。可以用气体的分体积或体积分数来表示。分体积分体积VB：混合气体中某一组分：混合气体中某一组分B单独存在并具有与混单独存在并具有与混合气体相同温度和压力时所占有的体积。合气体相同温度和压力时所占有的体积。当同当同T，P 时时 =体积分数体积分数可见摩尔分数与体积分数在数值上是相同的。可见摩尔分数与体积分数在数值上是相
8、同的。结论结论:3）混合气体总体积等于各组分气体分体积）混合气体总体积等于各组分气体分体积 之和之和分体积定律分体积定律 即结论结论:4)分压等于总压与该组分气体的体积分数乘积分压等于总压与该组分气体的体积分数乘积 例例:体积为体积为10.0L含含N2、O2、CO2的混合气体，的混合气体，T=30、p=93.3kPa,其其:p(O2)=26.7kPa,CO2的含量的含量为为5.00g,试计算试计算N2、CO2分压。分压。n(CO2)=0.114mol m(CO2)5.00g M(CO2)44.01gmol-1解解p(CO2)=Pa n(CO2)RT 0.1148.314303.15 V 1.0
9、010-2=2.87104Pap(N2)=p-p(O2)-p(CO2)=(9.33-2.67-2.87)104Pa =3.79104Pan p 9.33104n(O2)p(O2)2.67104=0.2864、实际气体状态方程式、实际气体状态方程式实际气体是不同于理想气体的，实际气体与理想实际气体是不同于理想气体的，实际气体与理想气体具有一个偏差。因而不遵守理想气体状态方气体具有一个偏差。因而不遵守理想气体状态方程式。程式。但是有一个修正的方程式：但是有一个修正的方程式：Van der Waals 方程方程 a,b分别称为分别称为Van der waals常量常量第二节第二节 化学反应中的质量关
10、系化学反应中的质量关系1.2.1 应用化学反应方程式的计算应用化学反应方程式的计算1.2.2 化学计量数与反应进度化学计量数与反应进度 一、一、化学计量数化学计量数()化学反应化学反应 cC+dD=yY+zZ移项：移项：0=-cC-dD+yY+zZ 令令 -c=C、-d=D、y=Y、z=Z则得则得 0=CC+DD+YY+ZZ0=BBB可简化写出化学计量式的通式：可简化写出化学计量式的通式：规定规定:反应物的化学计量数为负，反应物的化学计量数为负，产物的化学计量数为正。产物的化学计量数为正。B包含在反应中的分子、原子或离子。包含在反应中的分子、原子或离子。B数字或简分数，称为数字或简分数，称为(
11、物质物质)B的化学计量数。的化学计量数。例例 N2+3H2=2NH30=-N2-3H2+2NH3 =(N2)N2+(H2)H2+(NH3)NH3N2、H2、NH3的化学计量数的化学计量数:(N2)=-1、(H2)=-3、(NH3)=2表明反应中每消耗表明反应中每消耗1mol N2和和3mol H2生成生成2mol NH3设有化学反应设有化学反应:aA +bB cCt0 n0A n0B n0Ct nA nB nC =0mol时时：n0A=nA；n0B=nB；n0C=nC即即=0 mol 时时,反应没有进行反应没有进行,这是这是 t0 时刻的反应进度时刻的反应进度 二、反应进度二、反应进度()=定
12、义定义t时刻的反应进度为时刻的反应进度为 nA n0A nB-n0B nC-n0C nB -a -b c B=1mol 时时:n0A-nA=a；n0B-nB=b；nC-n0C=c即即:以以a个个A粒子与粒子与b个个B粒子为一个单元，进行了粒子为一个单元，进行了 6.02 1023(1mol)单元反应。单元反应。当当 =1 mol=1 mol 时时,我们说进行了我们说进行了1 1摩尔的反应摩尔的反应.注意：注意：反应进度必须对应具体的反应方程式！反应进度必须对应具体的反应方程式！aA +bB cC同种化学反应同种化学反应,若反应方程式的化学计量数不同，若反应方程式的化学计量数不同，反应进度相同，
13、反应物与产物的变化量也不相同。反应进度相同，反应物与产物的变化量也不相同。N2+3H2 2NH3 =1 mol 时时 表示表示生成了生成了2 mol 的的NH3 表示生成了表示生成了 1 mol 的的NH31/2N2+3/2H2 NH3对于同一化学反应方程式，不论是以反应物还是对于同一化学反应方程式，不论是以反应物还是生成物来计算，生成物来计算，同一时刻的同一时刻的都是相等的。都是相等的。N2+3H2 2NH3某一时刻消耗掉某一时刻消耗掉10mol N2,则此时必然消耗掉则此时必然消耗掉 30mol 的的H2,同时生成同时生成20mol的的NH3。则则:例例例：反应：例：反应：N2+3H2=2
14、NH3N2、H2、NH3的化学计量数的化学计量数(N2)=-1、(H2)=-3、(NH3)=2当当00时时,若有足够量的若有足够量的N2和和H2，而，而n(NH3)0根据根据 nB B、nB/B n(N2)/mol n(H2)/mol n(NH3)/mol/mol0000 -1 -1-321-2-642121232第三节第三节 化学反应中的能量关系化学反应中的能量关系 化学反应是反应物分子中旧键的削弱、断裂和化学反应是反应物分子中旧键的削弱、断裂和产物分子新键形成的过程。前者需要吸收能量产物分子新键形成的过程。前者需要吸收能量,后后者则会释放能量。者则会释放能量。因此，化学反应过程往往伴随有能
15、量的吸收或因此，化学反应过程往往伴随有能量的吸收或释放。释放。如：煤燃烧时放热；如：煤燃烧时放热；碳酸钙分解要吸热；碳酸钙分解要吸热；原电池反应可产生电能；原电池反应可产生电能；电解食盐水要消耗电能；电解食盐水要消耗电能；镁条燃烧时会放出耀眼的光；镁条燃烧时会放出耀眼的光；叶绿素在光作用下使二氧化碳和水转化为糖类。叶绿素在光作用下使二氧化碳和水转化为糖类。应用热力学的基本原理和方法研究化学中有关应用热力学的基本原理和方法研究化学中有关问题的学科叫问题的学科叫化学热力学。化学热力学。化学热力学主要讨论在化学变化和物理变化中化学热力学主要讨论在化学变化和物理变化中伴随发生的能量变化。伴随发生的能量
16、变化。化学热力学的化学热力学的研究范围研究范围：(1)指定条件下化学反应能否自发进行？指定条件下化学反应能否自发进行？(2)化学反应进行的程度？化学反应进行的程度？(3)化学反应中的能量变化？化学反应中的能量变化？化学热力学的化学热力学的研究特点研究特点：研究：研究宏观性质宏观性质的变化，的变化，不考虑物质微观结构。不考虑物质微观结构。只需了解反应始、终态，只需了解反应始、终态，不考虑反应过程。不考虑反应过程。体系体系(系统系统):):所需研究的那部分物质或空间所需研究的那部分物质或空间,简单地说就是被研究对象简单地说就是被研究对象。环境环境:体系之外与体系有一定联系的其它物质体系之外与体系有
17、一定联系的其它物质 或空间。或空间。1.3.1 基本概念和术语基本概念和术语 一、体系和环境一、体系和环境物质物质体系体系环境环境能量能量体系体系敞开体系敞开体系封闭体系封闭体系孤立体系孤立体系体系与环境之间体系与环境之间既有既有物质交换，物质交换，又有又有能量交换能量交换体系与环境之间体系与环境之间没有没有物质交换，物质交换，只有只有能量交换能量交换体系与环境之间体系与环境之间既无既无物质交换，物质交换，又无又无能量交换能量交换体系体系+环境环境孤立体系孤立体系n=1mol,p=1.013105Pa,V=22.410-3m3,T=273Kn=1mol,p=2.026105Pa,V=11.21
18、0-3m3,T=273K通常用体系的宏观可测性质（通常用体系的宏观可测性质（V、p、T、）来）来描述体系的热力学状态。描述体系的热力学状态。二、状态和状态函数二、状态和状态函数状态：表征体系性质的物理量所确定的体系存在状态：表征体系性质的物理量所确定的体系存在 形式，是体系热力学性质的综合表现。形式，是体系热力学性质的综合表现。状态函数：能表征体系特性的宏观性质的物理量状态函数：能表征体系特性的宏观性质的物理量 称为状态函数称为状态函数（确定体系状态的物理量（确定体系状态的物理量）如如 物质的量、压力、体积、温度物质的量、压力、体积、温度描述体系所处状态的各状态函数之间往往是有联描述体系所处状
19、态的各状态函数之间往往是有联系的。如系的。如pV=nRT体系的性质：通常用一些宏观可测得物理量，如体积、体系的性质：通常用一些宏观可测得物理量，如体积、压力、温度、密度、粘度等来描述体系压力、温度、密度、粘度等来描述体系 的状态，将这些决定体系状态的物理量的状态，将这些决定体系状态的物理量 称为体系的性质。称为体系的性质。广度性质（容量性质）广度性质（容量性质）如质量、体积等如质量、体积等强度性质强度性质 如压强、温度等如压强、温度等强度性质：强度性质：与与“物质的量物质的量”无关，不具加和性无关，不具加和性广度（容量）性质：广度（容量）性质：与与“物质的量物质的量”有关，具加和有关，具加和性
20、性状状态态函函数数 状态函数的特点：状态函数的特点：理想气体理想气体T=280K理想气体理想气体T=300K理想气体理想气体T=350KT=350K-300K=50K(1)体系的状态一定，状态函数有确定值。体系的状态一定，状态函数有确定值。(2)体系状态发生变化时，体系状态发生变化时，状态函数的改变量，只与状态函数的改变量，只与 体系始态和终态有关，与变化的途径无关。体系始态和终态有关，与变化的途径无关。(3)体系一旦恢复到原来状态，状态函数恢复原值。体系一旦恢复到原来状态，状态函数恢复原值。状态一定值一定状态一定值一定;殊途同归变化等殊途同归变化等;周而复始变化零。周而复始变化零。始态终态（
21、）（）三、功和热三、功和热功功(W)：除了热之外其它传递或交换的能量形式。：除了热之外其它传递或交换的能量形式。热热(Q)：体系和环境之间因温度差而传递或交换的：体系和环境之间因温度差而传递或交换的 能量的形式能量的形式。功功体积功体积功:体系体积变化反抗外力所做的功体系体积变化反抗外力所做的功非体积功非体积功:除体积功外的功，如电功等除体积功外的功，如电功等 注意注意 功和热不是状态函数功和热不是状态函数 单位均为单位均为J J、k kJ J由于热和功是体系发生状态改变的某过程由于热和功是体系发生状态改变的某过程中体系与环境间交换能量的两种形式，因中体系与环境间交换能量的两种形式，因此热和功
22、此热和功不仅与体系的始、终态有关，而不仅与体系的始、终态有关，而且还与过程的具体途径有关且还与过程的具体途径有关，所以它们不，所以它们不是状态函数。是状态函数。四、热力学能四、热力学能(以往称内能以往称内能)热力学能热力学能(U)体系内部能量的总和体系内部能量的总和。包括体系内分子的内动能、分子间相互作用包括体系内分子的内动能、分子间相互作用能、分子内部能量，但不包括体系整体运动能、分子内部能量，但不包括体系整体运动的动能和在外力场中的位能。的动能和在外力场中的位能。由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，所以体系所以体系热力学能的绝对值无法测知。热力学
23、能的绝对值无法测知。单位单位J、kJU是状态函数是状态函数 U=U(终态终态)U(始态始态)自然界中一切物质都具有能量，能量有各种不自然界中一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，可以从一种形式转变成另一种形式，同的形式，可以从一种形式转变成另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，但在转变和传从一个物体传递给另一个物体，但在转变和传递过程中总能量不变。递过程中总能量不变。五、能量守恒定律五、能量守恒定律热力学第一定律热力学第一定律封闭体系：始态封闭体系：始态(1)终态终态(2)U1 U2 U2=U1+Q+W U=U2 U1=Q+W 封闭体系热力学封闭体系热力学 第一定律数学表达式第一定律数学
24、表达式Q,W封闭体系热力学能的变化等于体系从环境吸收的封闭体系热力学能的变化等于体系从环境吸收的热量与环境对体系所做的功之和。热量与环境对体系所做的功之和。Q:+体系吸热，体系吸热，Q为正值为正值Q:体系放热，体系放热，Q为负值。为负值。W:+环境对体系做功，环境对体系做功，W为正值；为正值；W:体系对环境做功，体系对环境做功，W为负值。为负值。注意物理量的符号！注意物理量的符号！例：某一变化中，体系从环境吸收了例：某一变化中，体系从环境吸收了50J热量，对热量，对 对环境作了对环境作了30J功。则体系内能变化为多少？功。则体系内能变化为多少？对体系：对体系：Q=50J,W=30J U=Q+W
25、=50+(30)=20J (对体系对体系)对环境：对环境：Q=50J,W=30J U=Q+W=50+30=20J (对环境对环境)U体系体系+U环境环境=0 1.3.2 反应热和反应焓变反应热和反应焓变 化学反应时，如果化学反应时，如果体系不做非体积功体系不做非体积功，当，当反应反应终态的温度恢复到始态的温度时终态的温度恢复到始态的温度时，体系所吸收或放，体系所吸收或放出的热量称为该化学反应的出的热量称为该化学反应的热效应或反应热热效应或反应热。范围范围:封闭体系，体系只做体积功，反应前封闭体系，体系只做体积功，反应前后温度相同。后温度相同。一、恒容反应热一、恒容反应热恒容反应热恒容反应热(Q
26、V):体积恒定时，化学反应的反应热。体积恒定时，化学反应的反应热。U=Q+W=Q p V V=0 U=Q=QV 一般化学反应中，体系热力学能的变化在数值上一般化学反应中，体系热力学能的变化在数值上等于反应的恒容反应热。等于反应的恒容反应热。在等容过程中，体系吸收的热量在等容过程中，体系吸收的热量QV全部用来增全部用来增加加体系的热力学能。体系的热力学能。恒压反应热不等于体系热力学能的变化恒压反应热不等于体系热力学能的变化二、二、恒压反应热和反应焓变恒压反应热和反应焓变恒压反应热恒压反应热(Qp):压强恒定时，化学反应的反应热。压强恒定时，化学反应的反应热。恒压下，且体系只做体积功时恒压下，且体
27、系只做体积功时W=p V U=Q+W=Qp p V Qp=U+p V Qp=U+p V =U2 U1+p(V2 V1)=(U2+pV2)(U1+pV1)说明：（说明：（1 1）H 是状态函数是状态函数 （2 2）单位单位J、kJ （3 3）绝对值无法测知绝对值无法测知 （4 4）H 无明确物理意义无明确物理意义 H=H2 H1=Qp令令在恒压反应中在恒压反应中,体系所吸收的热量体系所吸收的热量 Qp，全部用，全部用来改变体系的热焓。或说，来改变体系的热焓。或说，等压热效应与反应等压热效应与反应的焓变数值相等。的焓变数值相等。H=U+pV H焓变焓变H是是状状态态函函数数还还是非状态函数是非状态
28、函数?H 焓焓 H=H2 H1=Qp化学反应在封闭体系中、恒压条件下进行，且体系化学反应在封闭体系中、恒压条件下进行，且体系不做非体积功：不做非体积功：化学反应的焓变等于恒压反应热化学反应的焓变等于恒压反应热(数值上数值上)吸热反应：吸热反应：Qp 0,H 0放热放热反应：反应：Qp 0,H 0如如如如：N N2 2(g(g)+2)+2OO2 2(g)(g)2NO2NO2 2(g)(g)H=Qp p=66.36kJ66.36kJ molmol-1-1 HH2 2(g)(g)+OO2 2(g)(g)HH2 2O(l)O(l)H=Q Qp p=285.83kJmol285.83kJmol-1-11
29、2焓变焓变 三、热化学方程式三、热化学方程式表示化学反应与热效应关系的方程式称为表示化学反应与热效应关系的方程式称为热化学方程式热化学方程式 rHm摩尔反应焓变摩尔反应焓变H2(g)+O2(g)H2O(g)如如表示在表示在298.15K、100kPa下，当反应进度下，当反应进度=1mol时时(1mol H2(g)与与 molO2(g)反应，生成反应，生成1molH2O(g)时时)，放出，放出241.82kJ热量。热量。12Qp=rHm=241.82 kJmol-1298.15K100kPa12 rHm (T)标准摩尔反应焓变标准摩尔反应焓变r：reaction；m：molar；：反应处于标准状
30、态：反应处于标准状态(T)：表示反应温度：表示反应温度标准标准(状状)态态物质物质标准态标准态气体气体标准压力标准压力(p =100kPa)下纯气体下纯气体液体、液体、固体固体标准压力标准压力(p =100kPa)下下纯液体、纯固体纯液体、纯固体溶液中的溶液中的溶质溶质标准压力标准压力(p )下质量摩尔浓度为下质量摩尔浓度为1molkg-1(近似为近似为1molL-1)物质标准态并无温度的规定！物质标准态并无温度的规定！注意：注意：1.注明反应的温度、压力等。注明反应的温度、压力等。如果是如果是100kPa，298.15K(常温常压常温常压)可略去不写。可略去不写。严格说，严格说，T对对 rH
31、m是有影响的，但一般影响不大，是有影响的，但一般影响不大，故故计算在其它温度下仍可按计算在其它温度下仍可按298.15K时处理时处理。例如例如 CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)rHm(298K)=178kJmol-1 rHm(1000K)=175kJmol-12.注明各物质的聚集状态。注明各物质的聚集状态。气气g(gas)，液液l（liguid），），固固s（solid）；物质有；物质有几种晶型，应注明是哪种；水溶液用几种晶型，应注明是哪种；水溶液用aq表示。表示。2H2(g)+O2(g)2H2O(g)rHm(298.15K)=483.64kJmol-1 rHm(298.15K)=5
32、71.66kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)3.同一反应同一反应,反应式系数不同反应式系数不同,rHm不同不同。rHm=-483.64 kJmol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2(g)+O2(g)H2O(g)rHm=241.82 kJmol-1124.正、逆反应的正、逆反应的Qp的的绝对值相同绝对值相同,符号相反。符号相反。HgO(s)Hg(l)+O2(g)rHm=90.83 kJmol-1Hg(l)+O2(g)HgO(s)rHm=90.83 kJmol-11212四、赫斯四、赫斯(Hess)(Hess)定律定律不不管管化化学学反反应应是是一一步步完完成成或或
33、分分几几步步完完成成，整整个个过过程程的的热热效效应应是是相相同同的的，即即总总反反应应的的热热效效应应等等于于各各步步反反应应的的热热效效应应之之和。或说，和。或说，“过程的热效应与途径无关过程的热效应与途径无关”。始态始态终态终态中间态中间态+=或或=即化学反应的焓变只取决于反应的始态和终态，而与即化学反应的焓变只取决于反应的始态和终态，而与变化过程的具体途径无关。变化过程的具体途径无关。每步均恒压每步均恒压 rHm=rHm1+rHm2 rHm1=rHm rHm2=(393.51)(282.98)kJmol-1=110.53 kJmol-1应用赫斯定律由已知的反应热不仅可计算某些应用赫斯定
34、律由已知的反应热不仅可计算某些未知反应反应热，而且可计算难以或无法用实未知反应反应热，而且可计算难以或无法用实验测定的反应热。验测定的反应热。盖斯定律适用于恒压热效应、恒容热效应及一盖斯定律适用于恒压热效应、恒容热效应及一切状态函数切状态函数。C(s)+O2(g)rHm CO(g)+O2(g)1 2 rHm1CO2(g)rHm2 C(石墨石墨)+O2(g)CO2(g)-rHm1=393.51 kJmol-1 CO(g)+O2(g)CO2(g)-rHm2=282.98 kJmol-1 得得 C(石墨石墨)+O2(g)CO(g)-rHm3=rHm1 rHm2=(393.51)(282.98)kJm
35、ol-1 =110.53 kJmol-11212根据盖斯定律，根据盖斯定律，若化学反应可以加和，则其反若化学反应可以加和，则其反应热也可以加和。应热也可以加和。符号符号:fHm 定义：定义：标准状态标准状态和指定温度下，由和指定温度下，由最稳定的纯态最稳定的纯态单质单质(参考状态单质参考状态单质)生成生成单位物质的量单位物质的量(1mol)的的某物质时的反应焓变某物质时的反应焓变(即恒压反应热即恒压反应热)。单位单位:kJmol-1一、标准摩尔生成焓一、标准摩尔生成焓(热热)f 生成生成 formation1.3.3应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变应用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓变
36、fHm(B,相态相态,T)例如：例如：H2(g,105Pa)+1/2O2(g,105Pa)=H2O(l)rHm(298K)=285.8 kJ mol-1 fHm(H2O,l,298K）=285.8 kJ mol-1注意注意:1.最稳定纯态单质指给定条件下呈现最稳定状态的单质最稳定纯态单质指给定条件下呈现最稳定状态的单质例如例如:Hg(l)、Br2(l)、N2(g)、H2(g)、O2(g)、C(石墨石墨)、S(斜方斜方)、P4(白磷白磷)等等2.最稳定纯态单质的最稳定纯态单质的 fHm=0如如 fHm(石墨石墨)=0，fHm(金刚石金刚石)=1.895kJmol-13.必须注明温度，若为必须注明
37、温度，若为298.15K时可省略。时可省略。4.fHm代数值越小代数值越小,化合物越稳定。化合物越稳定。高温时分解高温时分解-157.3CuO(s)加热不分解加热不分解-635.09CaO(s)稳定性稳定性 fHm/(kJmol-1)物质物质问题：问题：H2(g，105Pa)+1/2Br2(g，105Pa)=HBr(g)rHm(298K）是不是是不是HBr(g)的生成焓？的生成焓？H2(g，105Pa)+1/2Br2(l，105Pa)=HBr(g)HBr(g)的的 fHm(298K）应该是什么？应该是什么？标准摩尔生成焓是一个相对的焓值标准摩尔生成焓是一个相对的焓值 rHm=y fHm(Y)+
38、z fHm(Z)c fHm(C)+d fHm(D)二、标准摩尔反应焓变的计算二、标准摩尔反应焓变的计算化学反应的标准摩尔反应焓变等于各生成物的标准化学反应的标准摩尔反应焓变等于各生成物的标准摩尔生成焓的总和减去各反应物的标准摩尔生成焓摩尔生成焓的总和减去各反应物的标准摩尔生成焓的总和。的总和。对于一般的化学反应：对于一般的化学反应：cC+dD=yY+zZ各物质均处于温度为各物质均处于温度为T（通常用通常用298.15K）的标准状态下，则的标准状态下，则 rHm=i fHm(生成物生成物)+i fHm(反应反应物物)计算时计算时,注意系数和正负号！注意系数和正负号！计算时计算时,注意系数和正负号
39、！注意系数和正负号！计算恒压反应计算恒压反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的的 rHm 例例1解：解：4NH3(g)+5O2 4NO+6H2O(g)/kJmol-1 -46.11 0 90.25 -241.82解：=4 (NO,g)+6 (H2O,g)+(4)(NH3,g)+(5)(O2,g)=(490.25+6(241.8)4(46.11)=905.48kJ.mol-1 rHm=i fHm(生成物生成物)+i fHm(反应反应物物)反应反应 rHm/kJmol-1序号序号2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)-2921CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)-11.32计算计算 fHm(CuO,s)。例例2(rHm)3=2(rHm)2=22.6 kJmol-1(rHm)4=(rHm)3+(rHm)1=314.6 kJmol-1 解解:(2)式式2=(3)式式 2CuO(s)+2Cu(s)2Cu2O(s)(3)式式+(1)式式=(4)式式 2Cu(s)+O2(g)2CuO(s)2 2(rHm)4 -314.6 kJmol-1 fHm(CuO,s)=-157.3kJmol-1