无机化学 化学热力学基础1

1、1化 学 热 力 学化 学 热 力 学(chemical thermodynamics), 就是就是研究和化学反应相关的研究和化学反应相关的能量能量问问题题, 研究化学研究化学反应的方向反应的方向和和进进行程度行程度的一门科学。的一门科学。2第第3章章 化学热力学基础化学热力学基础3-1 热力学第一定律热力学第一定律3-2 热化学热化学3-3 化学反应的方向化学反应的方向33-1 热力学第一定律热力学第一定律3-1-1 热力学的基本概念和常用术语热力学的基本概念和常用术语3-1-2 热力学第一定律热力学第一定律43-1-1 热力学的基本概念热力学的基本概念和常用术语和常用术语体系和环境体系和环

2、境状态和状态函数状态和状态函数过程和途径过程和途径功和热功和热 体积功体积功热力学能热力学能51. 体系和环境体系和环境 (system and surroundings)研究的对象称为研究的对象称为体系体系(或系统或系统)；体系以外的其他部分称为体系以外的其他部分称为环境环境。6环境环境 与与体系体系密切相关的部分密切相关的部分体系体系+环境环境 = 宇宙（热力学）宇宙（热力学）7封闭体系封闭体系三种热力学体系三种热力学体系孤立体系孤立体系敞开体系敞开体系依体系与环境的依体系与环境的物质和能量物质和能量的交换关系分类：的交换关系分类：82. 状态和状态函数状态和状态函数体系的状态体系的状态(

3、state)：是指由一系列表是指由一系列表征体系性质的物理量所确定的体系存征体系性质的物理量所确定的体系存在形式。在形式。各种性质有各种性质有确定数值确定数值状态确定状态确定9状态函数状态函数(state function)：确定体系确定体系状态的物理量称为状态函数，状态的物理量称为状态函数，如如 n, T, p, V 等。等。 。例如：例如： T = T终终 T始始状态一定，则体系的状态函数一定。状态一定，则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生变化，体系的一个或几个状态函数发生变化，则体系的状态发生变化。则体系的状态发生变化。体系的始态和终态一定，则状态函数的体系的始态和终态一定

4、，则状态函数的改变量是一定的。改变量是一定的。变化前变化前变化后变化后10体系的性质根据它与体系中物质体系的性质根据它与体系中物质的量的关系，又可分为两类：的量的关系，又可分为两类： (1) 广度性质广度性质(extensive properties)(2) 强度性质强度性质(intensive properties)11 (1) 广度性质广度性质(容量性质容量性质)： 如体积如体积V、质量、质量m、物质的量、物质的量n等。等。有加和性有加和性，即其数值与体系中物质，即其数值与体系中物质的量成正比，是体系中各部分的该的量成正比，是体系中各部分的该性质的总和。性质的总和。例如两瓶例如两瓶300

5、mL的水混合在一起，的水混合在一起，体积增加至体积增加至600 mL，体积体积-广度性质。广度性质。12(2) 强度性质强度性质： 没有加和性没有加和性，不随体系中物质的量而，不随体系中物质的量而变。它仅由体系中物质本身的特性所变。它仅由体系中物质本身的特性所决定。如温度决定。如温度T, 压强压强p, 密度密度 等。等。例如两杯例如两杯300 K的水混合在一起，的水混合在一起，温度不会升至温度不会升至600 K，仍旧是仍旧是300 K，故温度是强度性质。故温度是强度性质。13某温度下，将某温度下，将2 105 Pa的的O2 3 dm3 和和2 105 Pa的的N2 3 dm3充入充入 3 dm

6、3的真空的真空容器中，求混和后的总压。容器中，求混和后的总压。某温度下，将某温度下，将 2 105 Pa的的O2 3 dm3 和和2 105 Pa的的N2 3 dm3充入充入 6 dm3的真空的真空容器中，求混和后的总压。容器中，求混和后的总压。你的结论？你的结论？4 105 Pa2 105 Pa压强是体系的压强是体系的强度性质。强度性质。14体系的状态发生变化，从始态变到终体系的状态发生变化，从始态变到终态，就说体系经历了一个热力学过程，态，就说体系经历了一个热力学过程，简称简称过程过程(process)。恒压过程恒压过程(p始始 = p终终 = p外外)恒容过程恒容过程(V始始 = V终终

7、)恒温过程恒温过程(T始始 = T终终) 绝热过程绝热过程(体系和环境之间没有热交换体系和环境之间没有热交换)3. 过程和途径过程和途径15状态的变化所经历的具状态的变化所经历的具体步骤称为体步骤称为途径途径(path)。 过程着重于始态和终态过程着重于始态和终态; 而途径着重于具体方式。而途径着重于具体方式。16状态函数的特点：状态函数的特点： 当体系的状态被改变时，当体系的状态被改变时，状态函数的变化只决定于体状态函数的变化只决定于体系的始态和终态，而与变化系的始态和终态，而与变化的途径无关。的途径无关。17始态始态T1终态终态T2冷却冷却途径途径I冷却冷却途径途径II加热加热途径途径II

8、 T = T2 T118 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。状态函数的变化状态函数的变化19 功功(work)和热和热(heat)是体系的是体系的状态发生变化时，体系与环境之状态发生变化时，体系与环境之间传递或交换能量间传递或交换能量(energy)的两种的两种形式。形式。4. 功和热功和热20热热(heat)：当体系与环境之间因当体系与环境之间因温度存在差温度存在差别别而进行交换或传递的能量称为而进行交换或传递的能量称为热（或热量），用符号热（或热量），用符号Q表示。单表示。单位：位：J或或kJ。SI单位单位J, 1 J = 1 kg m2/s2 1 cal

9、= 4.184 J21功功(work): 除了热的形式以外，其它各种除了热的形式以外，其它各种被传递的能量全叫做功，被传递的能量全叫做功，用用W表示。单位：表示。单位：J 或或kJ。 如电功，体积功，机械功等。如电功，体积功，机械功等。 在热力学中，功分为在热力学中，功分为体积功体积功和其它功其它功（或称有用功或称有用功）。22对体系而言，对体系而言， 凡是得到的，规定为凡是得到的，规定为“+”； 凡是释放出去的，规定为凡是释放出去的，规定为“ ”。热和功的符号热和功的符号( (由体系的观点出发由体系的观点出发) )：1. 若体系吸热，则若体系吸热，则Q为正值为正值(Q 0)； 若体系放热，则

10、若体系放热，则Q为负值为负值(Q 0)。2. 若体系对环境做功若体系对环境做功(体系失功体系失功)，则，则W0。23例：例：Q = 30 J, 表示体系吸热表示体系吸热 30 J;Q = 40 J, 表示体系放热表示体系放热 40 J。 W = 20 J 表示体系对环境做功表示体系对环境做功 20 J; W = 10 J 表示环境对体系做功表示环境对体系做功 10 J。24问题问题 ：热和功是不是状态函数？：热和功是不是状态函数？ 答：热和功不是状态函数答：热和功不是状态函数,而是与状态的变化联系着。而是与状态的变化联系着。若无过程，而体系处于定态，则若无过程，而体系处于定态，则不存在体系与环

11、境之间的能量交不存在体系与环境之间的能量交换，也就没有功和热。换，也就没有功和热。25问题问题：热和功的变化值与途径：热和功的变化值与途径是否有关？是否有关？ 答：答： 热和功的变化值与途径有关。热和功的变化值与途径有关。26 UU1 电池充电电池充电U2 电池放电电池放电热和功不是状态函数，其变化值与途径有关。热和功不是状态函数，其变化值与途径有关。275. 体积功（膨胀功）体积功（膨胀功）由于体系反抗外压由于体系反抗外压(p)做功做功(体系对环境做功体系对环境做功)，体系失功体系失功，则，则W体体 = F l = pS l = p V 设设: 在一截面积为在一截面积为 S 的圆柱形筒内发生

12、的圆柱形筒内发生化学反应化学反应, 体系反抗体系反抗外压外压 p 膨胀膨胀, 活塞从活塞从 I 位移动到位移动到 II 位。位。体系反抗外压改变体积体系反抗外压改变体积, 产生体积功。产生体积功。28W体体 = p V若若 p 0， V 0, 体系膨胀，则体系膨胀，则W体体 0; V 0; V = 0，则，则W体体 = 0。若若 p = 0，则，则W体体 = 0。我们研究的体系与过程我们研究的体系与过程, 若不加以特别说明若不加以特别说明, 可可以认为只做体积功以认为只做体积功. 即即: W = W体体 。296. 热力学能热力学能u体系内一切能量的总和称为体系的体系内一切能量的总和称为体系的

13、热 力 学 能热 力 学 能 , 也 叫也 叫 内 能内 能 ( i n t e r n a l energy)，用符号，用符号U表示。单位：表示。单位：J或或kJ。u体系的内能包括：体系的内能包括： 体系内所含各种物质的分子和原子体系内所含各种物质的分子和原子的动能的动能( (平动、转动、振动平动、转动、振动) )、势能、势能( (各质点互相吸引和排斥各质点互相吸引和排斥) )、电子的、电子的动能以及核能等等。动能以及核能等等。30 由于体系内部质点的运动及相互作由于体系内部质点的运动及相互作用很复杂，所以用很复杂，所以体系体系内内能的绝对值能的绝对值无法测知无法测知。但是体系的状态一定时但

14、是体系的状态一定时, 内能是一个固定值内能是一个固定值, 因此，因此，内能内能U是是状态函数状态函数，是一种，是一种广度广度性质。性质。 体系的状态发生变化时体系的状态发生变化时, 始、终态一始、终态一定定, 则内能改变量则内能改变量 U 是一定值是一定值: U = U终终 - U始始 。31理想气体的内能理想气体的内能 理想气体是最简单的体系理想气体是最简单的体系, 可以认为理想气体的内能可以认为理想气体的内能只是温度的函数只是温度的函数, 温度一定温度一定, 则则 U 一定。一定。即即 T = 0, 则则 U = 0。323-1-2 热力学第一定律热力学第一定律(The first law

15、 of thermodynamics )体系和环境之间的能量交换体系和环境之间的能量交换:热传递热传递 做功做功在能量交换过程中，体系的在能量交换过程中，体系的内能内能将发生变化。将发生变化。331. 热力学第一定律：热力学第一定律： 自然界一切物质都具有能量，能量自然界一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，从一个物体式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，而在转化和传传递给另一个物体，而在转化和传递过程中能量的总数量不变。递过程中能量的总数量不变。 “ 能量守恒与转化定律能量守恒与转化定律 ” 34吸热吸热Q 0做功做

16、功W 0 U = U2 U1 = Q + W 热力学第一定律数学表达式热力学第一定律数学表达式一封闭体系，热力学能一封闭体系，热力学能U1，从环境吸，从环境吸收热收热Q，变到状态，变到状态2，热力学能，热力学能U2，环，环境对体系做功境对体系做功(体系得功体系得功)W，则有：，则有：始态始态U1终态终态U2U2 = U1 + (Q + W)35上式表明了内能、热和功之间相互上式表明了内能、热和功之间相互转化的定量关系转化的定量关系, ,即：即：体系的内能变体系的内能变化量等于体系从环境吸收的热量与化量等于体系从环境吸收的热量与环境对体系所做的功之和环境对体系所做的功之和。 热力学第一定律是能量

17、守恒与转化热力学第一定律是能量守恒与转化定律在热现象领域内的特殊形式。定律在热现象领域内的特殊形式。 U = Q + W36 U体系体系 = U2 U1 = Q + W U环境环境 = U体系体系对于封闭体系对于封闭体系: U宇宙宇宙 = U体系体系 + U环境环境 = U体系体系 + ( U体系体系) = 0宇宙宇宙( (体系体系+ +环境环境) )中的总能量是恒定不变的。中的总能量是恒定不变的。热力学第一定律的实质是能量守恒。热力学第一定律的实质是能量守恒。37例例 1: 某封闭体系在某一过程中从环境某封闭体系在某一过程中从环境中吸收了中吸收了 50 kJ 的热量，对环境做的热量，对环境做

18、了了 30 kJ 的功，则体系和环境的热的功，则体系和环境的热力学能改变量各是多少？力学能改变量各是多少？答：答： U体系体系 = Q + W = (+50 kJ) + ( 30kJ) = 20 kJ 体系热力学能净增为体系热力学能净增为 20 kJ ； U环境环境 = U体系体系 = 20 kJ 。38 3-2 热化学热化学把热力学理论和方法应用于化学反应把热力学理论和方法应用于化学反应中中, 讨论和计算化学反应的热量变化讨论和计算化学反应的热量变化, 这门科学称为这门科学称为热化学热化学.3-2-1 化学反应的热效应化学反应的热效应3-2-2 盖斯定律盖斯定律3-2-3 生成热生成热3-2

19、-4 燃烧热燃烧热3-2-5 从键能估算反应热从键能估算反应热( )39 化学反应体系与环境进行能量交换的化学反应体系与环境进行能量交换的主要形式是热主要形式是热, ,称称反应热反应热或或热效应热效应。 通常把只做体积功，且始态和终态具通常把只做体积功，且始态和终态具有相同温度时，体系吸收或放出的热有相同温度时，体系吸收或放出的热量叫做量叫做反应热反应热。3-2-1 化学反应的热效应化学反应的热效应40化学反应中，体系的内能变化值为化学反应中，体系的内能变化值为 U，应等于生成物的应等于生成物的 U生生 减去反应物减去反应物 U反：反： U = U生生 U反反由热力学第一定律由热力学第一定律

20、U = Q + W, 故有故有: U生生 U反反 = Q + W (W=W体体)。41根据反应条件的不同，反应热可分为：根据反应条件的不同，反应热可分为： V2 = V1 V = 0 U = Q + W , W = p V = 0 U = Q + + 0 = QV1. 恒容反应热恒容反应热 QV在恒容过程中完成的化学反应称为恒在恒容过程中完成的化学反应称为恒容反应，其热效应称为恒容反应热容反应，其热效应称为恒容反应热(QV)。42此式表示，此式表示，在恒容反应过程中，体在恒容反应过程中，体系所吸收的系所吸收的热量全部用来改变热量全部用来改变体系体系的的热力学能。热力学能。 U 0 时时, QV

21、 0, 是吸热反应是吸热反应 U 0 时时, QV 0, 是放热反应是放热反应 U = QV432. 恒压反应热恒压反应热在恒压过程中完成的化学反应在恒压过程中完成的化学反应称为恒压反应，其热效应称为称为恒压反应，其热效应称为恒压反应热恒压反应热(Qp)。Qp = H44对于化学反应体系，在变化过程中对于化学反应体系，在变化过程中只只做体积功做体积功，不做其他功。，不做其他功。恒压过程：恒压过程：p不变，不变，V变化。变化。 W = p V U = Qp + W = Qp p V Qp = U + p VQp = (U2 U1 ) + p(V2 V1)45由于是恒压过程，由于是恒压过程，p =

22、 p2 = p1 Qp = (U2 - - U1) + (p2V2 - - p1V1) 即：即：Qp = (U2 + p2V2) (U1 + p1V1)令：令： H = U + pV 称：热焓称：热焓(焓焓)则：则：Qp = H2 - - H1 = H （恒压反应热等于体系的焓变恒压反应热等于体系的焓变） Qp = (U2 U1 )+ p(V2 V1)46Qp = H此式表示，此式表示，在恒压反应过程中，体系在恒压反应过程中，体系吸收的热量吸收的热量全部用来改变体系的热焓。全部用来改变体系的热焓。Qp ( H) 0， 恒压反应体系恒压反应体系吸热吸热。吸热反应例：吸热反应例：N2(g) + O

23、2(g) = 2NO(g) rHm = 180.8 kJ mol 147放热反应举例：放热反应举例： H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g) +热量热量 rHm = 241.8 kJ mol1H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(l) +热量热量 rHm = 285.8 kJ mol1 焓焓(H, enthalpy)是状态函数，焓变是状态函数，焓变值取决于反应物和生成物的状态。值取决于反应物和生成物的状态。 焓无绝对数值，单位是焓无绝对数值，单位是J或或kJ。48例：例：CH4(g)+2O2 = CO2(g)+2H2O(g) rH1 = 802 kJ 2H2O(g) = 2H2O

24、(l) rH2 = 88 kJCH4(g)+2O2 CO2(g)+2H2O (l ) rH =? rH = rH1+ rH2= (802+88) = 890 kJ焓是一种广度性质，具有加和性。焓是一种广度性质，具有加和性。+)49例：例：当当p = 105 Pa,N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) rHm (298K) = 92.2 kJ mol1 rHm (1000K) = 106.1 kJ mol1焓是状态函数焓是状态函数, 焓变随温度而变化。焓变随温度而变化。50焓的三个主要特性：焓的三个主要特性：(1) 焓是状态函数。焓变值取焓是状态函数。焓变值取决于反应物和生成物的状态

25、。决于反应物和生成物的状态。焓变随温度而变化。焓变随温度而变化。(2) 焓是体系的广度性质。焓是体系的广度性质。(3) H正反应正反应= H逆反应逆反应注意：对于理想气体，焓也只和注意：对于理想气体，焓也只和 T 有关。有关。513. 反应进度概念反应进度概念煤炭燃烧中的重要反应煤炭燃烧中的重要反应: C + O2 = CO2 放热反应放热反应消耗掉消耗掉 1 mol 碳时碳时, 放热多少？放热多少？ 2mol ？需要规定一个物理量，需要规定一个物理量，表明反应进表明反应进行多少行多少，以便计算反应热。，以便计算反应热。52 )H()H()G()G( )B()B()A()A( H0G0B0A0

26、nnnnnnnn设有化学反应设有化学反应: AA + BB = GG + HH t0 n0(A) n0(B) n0 (G) n0 (H) t n (A) n (B) n (G) n (H)定义，定义，t 时刻的反应进度为时刻的反应进度为 （克赛），（克赛），53 = 0 mol 时时, 反应没有进行反应没有进行, 这是这是 t0 时时刻的反应进度刻的反应进度 0. )H()H()G()G( )B()B()A()A( H0G0B0A0nnnnnnnn54 = 1 mol 时，时，反应物消耗掉的摩尔反应物消耗掉的摩尔数数, , 产物生成的摩尔数产物生成的摩尔数, , 均等于各均等于各自的化学计量数

27、自的化学计量数. . = 1 mol 时，时， n0(A) n(A) = An0(B) n(B) = Bn(G) n0(G) = Gn(H) n0(H) = Hmol 1 )G()G( )A()A( G0A0nnnn55N2 + 3H2 = 2NH3 (1) 1/2N2 + 3/2H2 = NH3 (2)当当 = 1 mol 时，我们说进行了时，我们说进行了1 mol 反应。反应。注意：注意：(1) 式中，生成了式中，生成了2 mol NH3 ; (2)式中，生成了式中，生成了 1 mol NH3。 即即: 以以 A 个个A粒子与粒子与 B 个个B粒子为一粒子为一个单元个单元, 进行了进行了

28、6.02 1023 (1mol)个单个单元反应。元反应。56对于同一化学反应方程式，同一时刻对于同一化学反应方程式，同一时刻各物质的各物质的 都是相等的。都是相等的。例如例如, ,t 时刻下列反应中各物质的改变量为时刻下列反应中各物质的改变量为 N2 + 3H2 = 2NH3 n 10 30 +20 molmol 102mol 20:NHmol 103mol 30:Hmol 101mol 10:N322NH3H2N2574. Qp 和和 QV 的关系的关系同一反应的同一反应的 Qp 和和 QV 并不相等。并不相等。 QV = UQp = H = U + p V = QV + nRT（ n为反应

29、前后气体物质的量之差）为反应前后气体物质的量之差）反应体系反应体系中的气体中的气体视为理想视为理想气体气体注意适用条件：注意适用条件：封闭体系封闭体系, 恒温恒压条件恒温恒压条件, 不做非体积功。不做非体积功。58 反应前后气体物质的量相等反应前后气体物质的量相等( n = 0) 时时, Qp = QV。 对于无气体参与的液体、固体对于无气体参与的液体、固体反应反应, Qp = QV ；Qp = QV + p V = QV + nRTQp = QV 的两种情况：的两种情况：59状态函数改变量的表示法状态函数改变量的表示法 当当泛指一个过程泛指一个过程时，状态函数改变量可时，状态函数改变量可写成

30、写成 U、 H等形式，单位是等形式，单位是J或或kJ； 若若指明某一反应而未指明反应进度指明某一反应而未指明反应进度时，时，状态函数改变量可写成状态函数改变量可写成 rU、 rH等形式等形式(r：reaction)，单位仍是，单位仍是J或或kJ； 当当反应进度反应进度 = 1 mol 时，表示为摩尔反时，表示为摩尔反应焓变应焓变 rHm 或或 rUm等，单位是等，单位是J mol1或或kJ mol1。60摩尔反应焓变摩尔反应焓变 rHm :某反应某反应按所给定的反应方程式按所给定的反应方程式进行进行1 mol 反应，即反应，即 = 1 mol 时的焓变。时的焓变。单位：单位：J mol1 或或

31、 kJ mol1。HHrmr61RTUHHmrrmr ：反应前后气体物质的：反应前后气体物质的化学计量数的化学计量数的改变量改变量。n rH = Qp = rU + nRT上式两侧分别除以反应进度上式两侧分别除以反应进度 ，则有，则有 rHm 与与 rUm 的关系：的关系：62例例3.1 在在101.3 kPa条件下，条件下，373 K时，反应时，反应 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g) 的恒压反应热是的恒压反应热是 483.70 kJmol1，求生成，求生成1 mol H2O(g) 反反应时的恒压反应热应时的恒压反应热QP 及恒容反应热及恒容反应热QV 。解：解： 由题设可知，上

32、述反应的由题设可知，上述反应的 Qp = rHm = 483.70 kJ mol 1 生成生成 1 mol H2O(g) 时，时， = mol Qp = rH = rHm = ( 483.70) 1/2 = 241.85 kJ63求求 QV 2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)QV = 241.85 ( 1) 1/2 8.314 373 103 = 240.30 kJ Qp = QV + nRT QV = Qp nRT = Qp RT mol J mol1 K1 K 103= kJ64表示出反应热效应的化学方程式叫做表示出反应热效应的化学方程式叫做 热化学方程式。热化学方程式。1.

33、热化学方程式的写法热化学方程式的写法3-2-2 盖斯定律（盖斯定律（Hesss law）例：当例：当p = 105 Pa,C6H12O6(s) + 6O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) rHm (298K) = 2803 kJ mol1652C57H110O6(s) + 163O2(g) = 114CO2(g) +(三硬脂酸甘油酯三硬脂酸甘油酯) 110H2O(l) rH (298K) = 75520 kJ(a) 用用 rH 和和 rU分别表示恒压或恒容分别表示恒压或恒容反应的热效应。反应的热效应。正负号正负号采用热力学采用热力学习惯。习惯。66食物的热值食物的热值 营养学中通

34、常用热值来表示各种食物提营养学中通常用热值来表示各种食物提供热量的多少。供热量的多少。 所谓热值是指所谓热值是指1 g食物完全氧化时所产食物完全氧化时所产生的热效应生的热效应。例如，糖类、脂肪和蛋白。例如，糖类、脂肪和蛋白质的平均热值分别为质的平均热值分别为17.15, 38.91 和和 17.15 kJ g1。 利用热值可估算每天摄入食物所产生的利用热值可估算每天摄入食物所产生的热量，从而设计控制热量的食谱。热量，从而设计控制热量的食谱。67(b) 表明反应的温度和压强。表明反应的温度和压强。 若不注明，则表示若不注明，则表示 T = 298 K， p = 1.013 105 Pa，即常温常

35、压。，即常温常压。例：例：N2(g) + 3H2(g) = 2NH3(g) rHm = 92.2 kJ mol1 rHm (1000K) = 106.1 kJ mol1 表示表示“standard state”，标准状态。标准状态。68热力学关于标准状态热力学关于标准状态( (标准态标准态) )的规定的规定: :(1) 气体物质的标准态是指气体分气体物质的标准态是指气体分压为压为100 kPa (p , 标准分压标准分压);(2) 对于对于固体或液体，以纯物质为固体或液体，以纯物质为标准态，即标准态，即xi = 1。69(3) 对于溶液中的溶质，其标准态对于溶液中的溶质，其标准态是质量摩尔浓度

36、是质量摩尔浓度 m = 1 mol kg1 或或近似为近似为 c = 1.0 mol dm3 (c , 标准标准浓度浓度)。热力学关于标准状态热力学关于标准状态( (标准态标准态) )的规定的规定: :70(c) 注明物质的存在状态：固相注明物质的存在状态：固相s, 液相液相l, 气相气相g, 水溶液相水溶液相aq。必要。必要时也要注明固体的晶型。时也要注明固体的晶型。C(石墨石墨) + O2(g) = CO2 (g) rHm = 393.5 kJ mol1 71(d) 化学式前的系数是化学计量数，化学式前的系数是化学计量数，无量纲，可以是整数或简单分数。无量纲，可以是整数或简单分数。 H2(

37、g) + 1/2O2(g) =H2O(g) rHm = 241.8 kJ mol1 2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) rHm = 483.6 kJ mol1(e) 反应式不同，反应热的值也不同。反应式不同，反应热的值也不同。72(f) 反应热的单位是反应热的单位是kJmol1，表，表示的是示的是摩尔反应热摩尔反应热，即按照所给，即按照所给反应式发生反应式发生1 mol 反应时吸收或反应时吸收或放出的热量。放出的热量。(g) 逆反应的热效应与正反应的热逆反应的热效应与正反应的热效应数值相同而符号相反。效应数值相同而符号相反。732. 盖斯定律盖斯定律(Hesss law)不管化学过

38、程是一步完成或分几不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个过程的步完成，这个过程的热效应是相热效应是相同的同的。若是一个反应可以分为几。若是一个反应可以分为几步进行，则各分步反应的反应热步进行，则各分步反应的反应热之总和与这个反应一次发生时的之总和与这个反应一次发生时的反应热相同。反应热相同。Hess, 俄文名字为俄文名字为 ecc, 奥地利籍俄罗斯人。奥地利籍俄罗斯人。1836年年, Hess 提出定律提出定律, 指出指出:74 H1 H2 Ht = H1+ H2 (恒压条件下恒压条件下)t (total)总数总数, 合计合计 Ht反应物反应物生成物生成物中间产物中间产物75 rHm总总 =

39、 285.8 kJ mol1 rHm1 = +676.1 kJmol1 rHm2 = 917.9 kJmol1 rHm3 = 44.0 kJmol1H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)2H(g)+O(g)H2O(g) rHm1 rHm总总 rHm2 rHm3 例例+76盖斯定律应用条件：盖斯定律应用条件：某化学反应是在某化学反应是在恒压（或恒容）恒压（或恒容）下下一步完成的，在分步完成时，各分一步完成的，在分步完成时，各分步也要在步也要在恒压（或恒容）恒压（或恒容）下进行；下进行； Qp = rH, QV = rU要消去某同一物质时，不仅要求物要消去某同一物质时，不仅要求物质的种类相同，其

40、物质的质的种类相同，其物质的聚集状态聚集状态也相同。也相同。77 rHm1 =？课堂练习：盖斯定律的应用课堂练习：盖斯定律的应用CO2(g) rHm3 rHm3 = 393.5 kJ mol1 rHm2 = 283 kJ mol1C(s) + O2 (g)CO(g)+1/2O2(g) rHm2 78 rHm3 = rHm1 + rHm2 rHm1 = rHm3 rHm2 = 393.5 ( 283) = 110 kJ mol1793-2-3 生成热生成热 一种物质的标准摩尔生成热（标准摩尔一种物质的标准摩尔生成热（标准摩尔生成焓）：生成焓）：某温度下，由某温度下，由 处于标准状态的各处于标准状

41、态的各种元素的指定单质种元素的指定单质 生成标准状生成标准状态的态的 1 mol 某纯物质的热效应。某纯物质的热效应。用符号用符号 fHm 表示。表示。简称生成热。简称生成热。Formation 形成形成最稳定单质的最稳定单质的 fHm = 080H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) rHm = fHm (H2O, l) = 285.8 kJmol1最稳定单质最稳定单质: H2 , O21 molT = 298 K，p = 105 Pa(物质的化学式物质的化学式及物态及物态)81C(石墨石墨) + O2 (g) = CO2 (g) CO2的标准摩尔生成热不是金刚石与的标准摩尔生成热不是金刚石