赫斯定律及其应用.ppt

2.2 赫斯定律及其应用,2.2.1 热化学方程式 2.2.2赫斯定律及其应用 2.2.3几种热效应,2.2.1 热化学方程式,热力学标准态 标准压力p 100 kPa 标准浓度m = 1 molkg-1 (对稀溶液近似为c 1 moldm-3),2.2.1 热化学方程式,在任一温度T、标准压力p下表现出理想气体性质的纯气体状态为气态物质的标准状态 液态、固态物质或溶液的标准态为在任一温度T、标准压力p下的纯液态、纯固态物质或标准浓度m(或c)时的状态,2.2.1 热化学方程式,表示出反应热效应的方程式 注意： 1)注明温度，如果未注明温度，则是指反应在298.15 K进行，例： rHm 代表在一定温度下反应的标准摩尔焓变 正负号代表反应吸热或放热,2.2.1 热化学方程式,2)注明各物质的物态，g：气体，l：液体，s：固体(晶型)，例： 3)反应热是广度性质，其数值与热化学方程式的写法有关，例：,2.2.1 热化学方程式,4)逆向反应热与正向反应的rHm(T)绝对值相等而符号相反，例：,2.2.2 赫斯定律及其应用,反应热只与反应的始、终态有关，而与反应所经历的途径无关。例如，在100 kPa和298.15K下，1mol C(石墨)完全燃烧生成CO2(g)，可以有两种途径，如下图中的(1)及(2)(3),rHm,1 =rHm,2 + rHm,3, rHm,3 =rHm,1-rHm,2,2.2.2 赫斯定律及其应用,上面的等式也可以从下面的反应方程式的代数和得到： (1): C(石墨)+O2(g)=CO2(g); rHm,1 (2): C(石墨)+1/2 O2(g)=CO(g); rHm,2 反应(1) -反应(2) =反应(3) (3): CO(g) +1/2 O2(g)=CO2(g); rHm,3 =? 可见：若化学反应可以加和,则其反应热也可以加和,2.2.2 赫斯定律及其应用,例： (1) 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); rHm,1=-484 kJmol-1 (2) 2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s); rHm,2=-479 kJmol-1 求：(3) NiO(s)+H2(g)Ni(s)+H2O(l); rHm,3=? 解：反应(3)=反应(1) -反应(2)/2 所以：rHm,3=(rHm,1- rHm,2)/2 =-2 kJmol-1 这种(热力学循环)运算方法，也适用于其它状态函数的计算,2.2.2 赫斯定律及其应用,赫斯定律提出在热力学第一定律之前。实际上是热力学第一定律的必然结果 利用赫斯定律，可从已知化学反应的热效应来推求难于测准或不能测量的反应热,2.2.3 几种热效应,1. 标准(摩尔)生成焓fHm (生成热) 在反应温度下，由处于标准状态的最稳定单质生成标准状态下1 mol化合物时的反应热，单位：kJmol-1或Jmol-1 各元素最稳定单质的在标准状态下生成焓为零 附录3列出了298.15 K时一些物质的标准摩尔生成焓和其它热力学函数,2.2.3 几种热效应,反应热rHm与反应物质生成热fHm的关系： 对于化学反应： A A + B B G G + H H 例2.5 (p. 30),2.2.3 几种热效应,2. 标准(摩尔)燃烧热 1 mol物质在p下完全燃烧时的热效应(kJmol-1或Jmol-1) 由反应物、生成物的标准燃烧热cHm计算反应热rHm ： 例2.5 (p. 30),2.2.3 几种热效应,3. 从键焓(BE, bond energy)估算反应热 在p和指定温度下，气态分子断开1 mol化学键过程的焓变(kJmol-1,都是正值) 化学反应热