化学反应热和反应焓变

关于化学反应热和反应焓变第一页，共十七页，编辑于2023年，星期日

体系状态变化而引起的内能变化:UⅡ=UⅠ+Q－（–Ｗ）终态始态吸热，使U↑对环境作功使U↓。改写UⅡ－UⅠ=Q+Ｗ即△U=Q+Ｗ——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Q与Ｗ之和。

例如：Q=1000KJW=100KJ

则△U=1000－100=900KJ——表示内能净增900KJ

宇宙总能量未改：

1000=900+100=1000KJ——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，各种能量求算在此基础而导出。第二页，共十七页，编辑于2023年，星期日2.2化学反应的热效应１、等容反应热（ＱV）等容：Ｖ１＝Ｖ２△V=0

等容条件用于第一定律：△U=QV+ＷＷ体＝Ｐ外△Ｖ

W`——一般化学反应W`=0

则：△U＝ＱＶ＝ＱＶ+Ｐ外△Ｖ（△V=0）

有：△U＝ＱＶ

——封闭体系、等容、Ｗ′=0、反应热ＱV

数值上等于体系内能增量。若：ＱＶ＝＋值△U＞0——体系内能增加

ＱＶ＝－值△U＜0——体系内能减少

W第三页，共十七页，编辑于2023年，星期日

2、等压反应热：QP

等压：P1=P2=P=P外

or△P=0

将等压条件用于第一定律：△U=Q+Ｗ即有：△U=QＰ

+Ｗ∵一般化学反应Ｗ′=0

故：第一定律为△U＝QＰ－Ｐ外△Ｖ＝QＰ－Ｐ△Ｖ改写：QＰ＝△U＋Ｐ△Ｖ

——封闭体系等压、Ｗ′＝０，恒压反应热等于体系内能增量与Ｐ△Ｖ乘积之和。第四页，共十七页，编辑于2023年，星期日3、焓和焓变上式：QＰ＝△U＋Ｐ△Ｖ＝(Ｕ２－Ｕ１)＋Ｐ(Ｖ２－Ｖ１)(∵Ｐ＝Ｐ１＝Ｐ2)

＝(Ｕ２－Ｕ１)＋(Ｐ２Ｖ２－Ｐ１Ｖ１)

整理QＰ＝(Ｕ２＋Ｐ２Ｖ２)－(Ｕ１＋Ｐ１Ｖ１)

定义：H=U+PV——称H为焓

H特征：①状态函数；②容量性质，能量单KJ；③绝对值无法测定。将H的定义式代入QＰ式

即有：QP=H2－Ｈ１＝△H

用于化学过程：△H=Ｈ产物－Ｈ反应物；

△H称为焓变，△H具有Ｈ的特征，但可测定。第五页，共十七页，编辑于2023年，星期日——在恒压、Ｗ′＝０条件下，化学反应热ＱＰ等于体系的焓变△H；4、ＱP与QV

的关系

QＰ＝△U+P△V

对于理想气体△U＝QV

QP＝QV+P△V△H＝△U+P△V∵P△V＝△nRT恒温、恒压∴QP＝QV+△nRT△H＝△U+△nRT△n＝n产－

_n反

——气体摩尔数之差△n＝0QP＝QV_第六页，共十七页，编辑于2023年，星期日2.3标准摩尔生成焓

1、标准条件：⑴、热力学标准态：人为指定：选定温度T，通常选298K、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=1或[离子浓度]=1mol•l-1⑵、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。如：C石墨（稳定单质）C金刚石（不稳定单质）如N2(g)O2(g)Cl2(g)H2(g)Hg(l)I2(s)Fe(s)Cu(s)Ag(s)Na(s)Br2(l)为稳定单质等。

第七页，共十七页，编辑于2023年，星期日⑶、人为指定标态下，稳定单质的标准生成焓规定为零，即

——作为测定其它物质的标度点。2、化合物的标准摩尔生成焓

符号：

单位：KJ•mol-1

设生成反应

A+BAB△H0

稳定单质1mol化合物反应热第八页，共十七页，编辑于2023年，星期日定义：标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的反应热为该物质的标准摩尔生焓。

即：

如：

测

△H0=－46.19KJ•mol-1

则：第九页，共十七页，编辑于2023年，星期日３、离子的标准摩尔生成焓符号：单位：KJ•mol-1

定义：标准状态下，1mol水合离子的生成焓是离子的标准摩尔生成焓，并规定：第十页，共十七页，编辑于2023年，星期日§3化学反应热的热力学求算

3.1、利用标准摩尔生成焓求算△H0

上讨论已有：Qp＝△Ｈ＝Ｈ２－Ｈ１

产物反应物

用于具体反应

△H0

＝(ＨＡＤ＋ＨＢＣ)－(ＨＡＢ＋ＨＣＤ)∵Ｈi无法测定；

为此：①、选参考态作为相对标准：②、测③、以代进行计算。

第十一页，共十七页，编辑于2023年，星期日即有：推广，有通式

or

、为方程中计量系数。第十二页，共十七页，编辑于2023年，星期日实例1：求

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H0

解：△H0f：00－46.19KJ•mol-1∴

实例2：教材P例3.2利用Qp＝Qv+△nRT、△H0＝△U+△nRT求算△n=产物气体n—反应物气体nR—8.314J•mol-1•k-1，

T——绝对温度 第十三页，共十七页，编辑于2023年，星期日例3：

求反应的△H0。

已知：△U＝－240.3KJ•mol-1解：△n＝1－1.5=－0.5∴△H0＝－240.3--0.5×8.314×373×10-3

＝－241.8（KJ•mol-1）3.3、盖斯定律：

(利用热化学方程的＋、－、×、÷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行，则总反应的反应热等于各步反应热之和。即：第十四页，共十七页，编辑于2023年，星期日实例讨论：

已知下列反应的反应热：

①C石墨

+O2(g)CO2(g)=－393.5KJ•mol-1

②H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)=－285.8KJ•mol-1

③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

=－890.4KJ•mol-1

求反应：

④C石墨

+2H2(g)CH4(g)的和第十五页，共十七页，编辑于2023年，星期日解：据反应，知：

反应④=反应