【正文】
有關(guān),與變化途徑無關(guān)。 不管反應(yīng)是一步完成的,還是分幾步完成的,其熱效應(yīng)相同,當(dāng)然要保持反應(yīng)條件(如溫度、壓力等)不變。 應(yīng)用: 對于進(jìn)行得太慢的或反應(yīng)程度不易控制而無法直接測定反應(yīng)熱的化學(xué)反應(yīng),可以用赫斯定律,利用容易測定的反應(yīng)熱來計算不容易測定的反應(yīng)熱。 赫斯定律 例如:求 C(s)和 生成 CO(g)的反應(yīng)熱。 g)(O2已知 :( 1) ( 2) ( g )CO)(OC ( s ) 22 ?? g m,1r H?2212C O ( g ) O ( g ) C O ( g )??m,2r H?則 ( 1) ( 2) 得 ( 3) ( 3) C O ( g )g)(OC ( s )221 ?? m,3r H?m , 2rm , 1rm , 3r HHH ????? 生成熱和燃燒熱 ?標(biāo)準(zhǔn)生成熱 ?標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 化合物的生成焓 ?沒有規(guī)定溫度,一般 K時的數(shù)據(jù)有表可查。 ?生成焓不是此化合物的絕對焓,僅是個相對值,各種穩(wěn)定單質(zhì)的生成焓為零。 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓( standard molar enthalpy of formation) 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng)溫度時,由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下一摩爾物質(zhì)的焓變,稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,用下述符號表示: fmH? $( 物質(zhì),相態(tài),溫度) 化合物的生成焓 例如:在 K時 221122H ( g , ) C l ( g , ) H C l ( g , )p p p??$ $ $1rm ( 29 8. 15 K ) 92 .3 1 kJ m olH? ? ?$這就是 HCl(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓: 1mf ( H C l , g , 2 9 8 . 1 5 K ) 9 2 . 3 1 k J m o lH? ? ?$反應(yīng)焓變?yōu)椋? 化合物的生成焓 2 2 3 , 4(4 )2 ( ) 2 ( ) ( ) ( ) rmC s H g O g C H C O O H l H? ? ? ?有很多化合物的生成焓不能直接由單質(zhì)合成,如 3 ()C H C O O H l根據(jù)赫斯定律間接去求。 3 2 2 2 , 12 2 , 22 2 2 , 3( 1 ) ( ) 2 ( ) 2 ( ) 2 ( )( 2) ( ) ( ) ( )1( 3 ) ( ) ( ) ( )2rmrmrmC H C OOH l O g C O g H O l HC s O g C O g HH g O g H O l H? ? ? ?? ? ?? ? ?怎么辦? (2) 2+(3) 2-( 1) , 4 , 2 , 3 , 1( ) 2r m r m r m r mH H H H? ? ? ? ? ? ? ?化合物的生成焓 ? ? ? ?r m f m f m f m f m(C ) 3 ( D ) 2 ( A) ( E )H H H H H? ? ? ? ? ? ? ? ?$ $ $ $ $B f mB( B )H? ?? ? $ 為計量方程中的系數(shù),對反應(yīng)物取負(fù)值,生成物取正值。 B?3DCEA2 ???利用各物質(zhì)的摩爾生成焓求化學(xué)反應(yīng)焓變: 在標(biāo)準(zhǔn)壓力 和反應(yīng)溫度時(通常為 K) p$燃燒焓 ?下標(biāo) ? c”表示 bustion。 ?上標(biāo) ? ?? 表示各物均處于標(biāo)準(zhǔn)壓力下。 ?下標(biāo) ? m”表示反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol時。 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng)溫度時,物質(zhì) B完全氧化成相同溫度的指定產(chǎn)物時的焓變稱為 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓( Standard molar enthalpy of bustion) 用符號 (物質(zhì)、相態(tài)、溫度 )表示。 cmH? $燃燒焓 指定產(chǎn)物通常規(guī)定為: g)(COC 2? O ( l)HH 2?g)(SOS 2? g)(NN2?H C l( aq )Cl ? 金屬? 游離態(tài) 顯然,規(guī)定的指定產(chǎn)物不同,焓變值也不同,查表時應(yīng)注意。 K時的燃燒焓值有表可查。 燃燒焓 例如:在 K及標(biāo)準(zhǔn)壓力下: O ( l )2Hg)(2 C Og)(2OC O O H ( l )CH 2223 ???1rm 8 7 0 . 3 k J m o lH? ? ? ?$1c m 3( C H C O O H , l , 2 9 8 . 1 5 K ) 8 7 0 . 3 k J m o lH? ? ?$則 顯然,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓的定義,所指定產(chǎn)物如 等的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓,在任何溫度 T時,其值均為零。 OHg ),(CO 22利用燃燒焓求化學(xué)反應(yīng)的焓變 化學(xué)反應(yīng)的焓變值等于 各 反應(yīng)物 燃燒焓的總和 減去各 產(chǎn)物 燃燒焓的總和 。 r m B c mB( 2 9 8 . 1 5 K ) ( B , 2 9 8 . 1 5 K )HH ?? ? ??$$例如:在 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下,有反應(yīng): l)(O2Hs)()( C O O C HO H ( l )2 C Hs)(C O O H )( 22332 ??? ( A) ( B) ( C) (D) 則 r m c m c m c m( A ) 2 ( B ) ( C )H H H H? ? ? ? ? ?$ $ $ $用通式表示為: 利用燃燒焓求生成焓 用這種方法可以求一些 不能由單質(zhì)直接合成 的有機(jī)物的生成焓。 O H ( l )CHg)(Og)(2HC ( s ) 322 21 ???f m 3 c m c m 2( C H O H , l ) ( C , s ) 2 ( H , g )H H H? ? ? ? ?$ $ $該反應(yīng)的反應(yīng)焓變就是 的生成焓,則: 3C H OH(l )例如:在 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下: c m 3 ( C H O H , l )H? $ 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 古斯塔夫 ? 羅伯特 ? 基爾霍夫( 1824 –1887),德國物理學(xué)家。 生于柯尼斯堡(現(xiàn)在俄羅斯的加里寧格勒),曾在柯尼斯堡大學(xué)求學(xué)。曾任布雷斯勞大學(xué)、海德堡大學(xué)、柏林大學(xué)教授。他與德國化學(xué)家 羅伯特 ? 威廉 ? 本生一起發(fā)展了化學(xué)分析的現(xiàn)代光譜學(xué)。 1860年,兩位科學(xué)家用光譜分析方法發(fā)現(xiàn)了元素銫與銣?;鶢柣舴?qū)岱涞膫鲗?dǎo)進(jìn)行了重要的研究。他也給出了兩條關(guān)于電流在電路中分布的規(guī)則,即所謂的“基爾霍夫電路定律”。 諾貝爾物理學(xué)獎得主普朗克是其學(xué)生。 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 AB??? BAH H H? ? ?( ) ( ) ( )BAP P PHHHT T T???? ??? ? ?保持壓力不變,改變溫度到 T dT? 定壓下對溫度求微商 ( ) ( )() P p B p A pH C C CT?? ? ? ? ??, , , ,( ) ( )p i P m i i P m iC C C? ? ? ? ? ? ?產(chǎn) 物 反 應(yīng) 物 反應(yīng)焓變值一般與溫度關(guān)系不大。如果溫度區(qū)間較大 ,在等壓下雖化學(xué)反應(yīng)相同,但其焓變值則不同。 在 1858年首先由 Kirchoff提出了焓變值與溫度的關(guān)系式,所以稱為 Kirchoff定律 。 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 21( 2 )( 1 )( 2 ) ( 1 )THPHTd H H H C d T??? ? ? ? ? ? ???2( ) ( )pC a b T c T? ? ? ? ? ? ?21( 2 ) ( 1 ) ( )PH H C T T? ? ? ? ? ?PC?如果溫度變化的范圍不大,可以簡化為將 看作常數(shù),與溫度無關(guān),即 如果采用 2,pmC a b T c T? ? ?的形式 2 2 3 32 1 2 1 2 111( ) ( ) ( )23a T T b T T c T T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 PC d T? ? ? ? ?? ? ? ? ??2,pmC a b T c T? ? ?????? 是積分常數(shù) 2 2 3 32 1 2 1 2 111( ) ( ) ( )23a T T b T T c T T? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? 必須通過特定溫度下的已知反應(yīng)熱來求算。 ( ) ( )() P p B p A pH C C CT?? ? ? ? ?? 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 21r m 2 r m 12 . ( ) ( ) d T pTH T H T C T? ? ? ? ??積分式Kirchoff定律 的兩種表示形式。 ()1 . [ ]ppH CT?? ???微分式 B , mB ( B )CC??? ? 如有物質(zhì)發(fā)生 相變 ,就要進(jìn)行 分段積分 。 要計算反應(yīng)熱,可以將一定溫度下的反應(yīng)物通過兩種途徑轉(zhuǎn)變成另一溫度下的產(chǎn)物,這兩種途徑的總的焓變應(yīng)該相等。 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 4H?2H?5H?12 2 2( 1 )1( , 2 0 ) ( , 2 0 ) ( , 2 0 )2 mrHH g C O g C H O l C??? ? ? ????? ?22 2 2( 2 )1( , 1 5 0 ) ( , 1 5 0 ) ( , 1 5 0 )2 mrHH g C O g C H O g C??? ? ? ????? ?2 ( , 1 0 0 )H O l C?2 ( , 10 0 )H O g C?1H?3H? 反應(yīng)熱與溫度的關(guān)系- 基爾霍夫定律 基爾霍夫定律 一日,物理課上,老師正在講基爾霍夫定律,發(fā)現(xiàn)一學(xué)生在打瞌睡,便把他叫了起來: ? 你說說制定 ‘ 基爾霍夫定律 ’ 的基爾霍夫是哪個國家的人? ? ? 德國人! ? 這個學(xué)生脫口而出。老師滿臉驚訝,心想,這個學(xué)生平常什么也不聽,怎么會知道基爾霍夫是德國人呢? 于是又問到: ? 你能說說你是怎么知道的嗎? ?? 這還不簡單,基爾斯滕(德國著名足球明星)是德國人,比埃爾霍夫(德國著名球星,先效力于 AC米蘭)也是德國人,他基爾霍夫不是德國人會是哪兒人? ? 老師滿臉疑惑!