【正文】
態(tài)。 一般 K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)數(shù)據(jù)有表可查。 焓的變化 反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol 反應(yīng)( reaction) rm ( 2 9 8 . 1 5 K )H?反應(yīng)溫度 若參加反應(yīng)的物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol 時(shí)的焓變,稱為標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變 用符號(hào) 表示 rm ()HT?熱化學(xué)方程式 表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式。 例如: K時(shí) 22H ( g , ) I ( g , ) 2 H I ( g , )p p p??1rm ( 2 9 8 . 1 5 K ) 5 1 . 8 k J m o lH ?? ? ? ?式中: 表示反應(yīng)物和生成物都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí),在 K,反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol 時(shí)的焓變。 rm ( 2 9 8 . 1 5 K )H?代表氣體的壓力處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。 p 因?yàn)?U, H 的數(shù)值與系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān),所以方程式中應(yīng)該注明物態(tài)、溫度、壓力等。對(duì)于固態(tài)還應(yīng)注明結(jié)晶狀態(tài)。 注意事項(xiàng) ?反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol , 表示 按計(jì)量方程反應(yīng)物應(yīng)全部作用完 。 ?反應(yīng)進(jìn)度為 1 mol , 必須與所給反應(yīng)的計(jì)量方程對(duì)應(yīng)。 若反應(yīng)用下式表示,顯然焓變值會(huì)不同。 112222H ( g , ) I ( g , ) H I ( g , )p p p???要注明反應(yīng)條件 T, P等 ?要注明相態(tài)及晶型 167。 Hess定律( Hess’s law)及熱效應(yīng)計(jì)算 一、 Hess定律 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(duì)于進(jìn)行得太慢的或反應(yīng)程度不易控制而無(wú)法直接測(cè)定反應(yīng)熱的化學(xué)反應(yīng),可以用 Hess定律,利用容易測(cè)定的反應(yīng)熱來(lái)計(jì)算不容易測(cè)定的反應(yīng)熱。 反應(yīng)的熱效應(yīng)只與起始和終了狀態(tài)有關(guān),與變化途徑無(wú)關(guān)。 例如:求 C(s)和 生成 CO(g)的摩爾反應(yīng)焓變 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: r2 m , 312( 3 ) C ( s ) O (g ) C O ( g ) H? ? ?r m ,3 r m ,1 r m ,2H H H? ? ? ? ?(1 ) (2 ) ( 3 )??― ?沒(méi)有規(guī)定溫度,一般 K時(shí)的數(shù)據(jù)有表可查。 ?生成焓僅是個(gè)相對(duì)值,相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下穩(wěn)定單質(zhì)的生成焓等于零。 二、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(shí),由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下單位量物質(zhì) B的焓變,稱為物質(zhì) B的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓,用下述符號(hào)表示: fmH?( 物質(zhì),相態(tài),溫度) 例如:在 K時(shí) 221122H ( g , ) C l ( g , ) H C l ( g , )p p p??1rm ( 2 9 8 . 1 5 K ) 9 2 . 3 1 k J m o lH ?? ? ? ?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? ? ? ? ?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(jì)量方程中的系數(shù),對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值,生成物取正值。 B?3DCEA2 ???利用各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)(通常為 K) pf m 6 6 f m 2 2rm { C H ( g) 3 { C H ( g) }} HHH ? ????2 2 6 63 C H ( g ) C H ( g )?223 C H ( g ) 66C H ( g)26 C ( s ) + 3 H ( g)f m 2 23 { C H (g ) }H? f m 6 6{ C H ( g)}H?rmH?例如有反應(yīng) 根據(jù)狀態(tài)函數(shù)性質(zhì) B f mB( B )H????所需單質(zhì)的量相同 三、標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 ?下標(biāo) “ c”表示 bustion ?上標(biāo) “ y ”表示各物均處于標(biāo)準(zhǔn)壓力下 ?下標(biāo) “ m”表示反應(yīng)物為 1 mol時(shí) 在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,反應(yīng)溫度 T時(shí),物質(zhì) B完全氧化成相同溫度的指定產(chǎn)物時(shí)的焓變稱為 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 ( Standard molar enthalpy of bustion) 用符號(hào) (物質(zhì)、相態(tài)、溫度 )表示。 cmH?Cm ( B , )HT? 相態(tài),或 指定產(chǎn)物通常規(guī)定為: g)(COC 2? O ( l)HH 2?2S S O (g )? g)(NN 2?H C l( a q )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(shí)應(yīng)注意。 K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓值有表可查。 例如:在 K及標(biāo)準(zhǔn)壓力下: 2 2 21H ( g ) O ( g ) H O ( l )2??1rm 2 8 5 . 8 3 k J m o lH ?? ? ? ?1c m 2( H , g, K) kJ m olH ?? ? ? ?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(shí),其值均為零。 22C O ( g ) , H O ( l )氧氣是助燃劑,燃燒焓也等于零。 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): 用通式表示為: CH3COOH(l)+C2H5OH(l) = CH3COOC2H5(l)+H2O(l) A B C C m 2 2 C m 6 6rm 3 { C H ( g) } { C H ( g) }HHH ? ? ???2 2 6 63 C H ( g ) C H ( g )?223 C H ( g ) 66C H ( g)226 C O ( g ) + 3 H O ( l )C m 2 223 { C H ( g) } ( g )H? C62m6{ C H ( g) }7. 5O ( g ) H?rmH?例如有反應(yīng) 根據(jù)狀態(tài)函數(shù)性質(zhì) B C mB( B )H?? ? ??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 ???f3 2m c m c m( C H OH ,l ) ( C ,s) 2 ( H ,g)HH H??? ??該反應(yīng)的摩爾焓變就是 的生成焓,則: 3C H O H (l)例如:在 K和標(biāo)準(zhǔn)壓力下: c m 3( CH O H ,l )H??自鍵焓估算反應(yīng)焓變 一切化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上都是原子或原子團(tuán)的重新排列組合,在舊鍵破裂和新鍵形成過(guò)程中就會(huì)有能量變化,這就是化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。 鍵的分解能 將化合物氣態(tài)分子的某一個(gè)鍵拆散成氣態(tài)原子所需的能量,稱為鍵的分解能即鍵能,可以用光譜方法測(cè)定。 鍵焓 在雙原子分子中,鍵焓與鍵能數(shù)值相等。在含有若干個(gè)相同鍵的多原子分子中, 鍵焓是若干個(gè)相同鍵鍵能的平均值。 四、反應(yīng)焓變與溫度的關(guān)系 —— Kirchhoff定律 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 Kirchhoff首先提出了焓變值與溫度的關(guān)系式,所以稱為 Kirchoff定律 。 1 rm 1() D E F G: HTdeT fg?? ? ?????? ? ?2rm 2() D E F: G HTT d e f g?? ? ??????? ? ?(1)H? (2)H?r m 2 r m 1( ) ( ) { ( 1 ) ( 2 ) }H T H T H H? ? ? ? ? ? ? B , mB( B )ppCC? ? ??21r m 2 r m 1( ) ( ) dTpTH T H T CT? ? ? ? ??2211, m , m( 1 ) ( D )d ( E ) dTTppH d C T e C T? ? ? ???已知 2211, m , m( 2 ) ( F )d (G ) dTTppH f C T g C T? ? ? ???得 如在該溫度區(qū)間內(nèi)有物質(zhì)發(fā)生 相變 ,就要 分段積分 。 若 也是溫度的函數(shù),則要將 Cp T的關(guān)系式代入積分,就可從一個(gè)溫度的焓變求另一個(gè)溫度的焓變 p