無機(jī)化學(xué)課件:第一章 化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系
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1、2022-10-21 無機(jī)化學(xué) 2022-10-22一、總學(xué)時(shí)數(shù):為48學(xué)時(shí)。二、教學(xué)方法 講授方法:重點(diǎn)和難點(diǎn)講授,部分內(nèi)容自學(xué)。學(xué)習(xí)方法:課內(nèi)認(rèn)真聽講,做好筆記,課后及 時(shí)復(fù)習(xí),按時(shí)完成作業(yè)。三、成績考核 期末考試成績(70)平時(shí)成績(30)。2022-10-23能量關(guān)系是本章的重點(diǎn)能量關(guān)系是本章的重點(diǎn)1.1化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量1.2 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 第一章第一章 化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系2022-10-24一.理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律(一).理想氣體狀態(tài)方程 pV=nRT (壓力不太高,溫度不太低)pPa,V-m3,n-mol,T-K(熱力學(xué)溫度)
2、,R-摩爾氣體常數(shù) 1mol的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況(p=101.325kPa,T=273.15K)下,體積為22.414103m311113333144.83144.8151.273110414.22101325KmolJKmolmPaKmolmPanTpVR 1.1化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量2022-10-25 分壓分壓(P PB B):氣體混合物中其一組分氣體(氣體混合物中其一組分氣體(B B)對器對器壁所施加的壓力,稱為該壁所施加的壓力,稱為該氣體的分壓氣體的分壓 (二二).).道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律:道爾頓分壓定律:P=PBVRTnpBB它等于相同溫度下,該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相
3、同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。它等于相同溫度下,該氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。2022-10-26 若組分氣體B和混合氣體物質(zhì)的量分別為nB和n。混合氣體體積為V,則它們的壓力分別為 (1)(2)(1)/(2)得 VnRTp(3)VRTnpBB(yB)為組分氣體B的摩爾分?jǐn)?shù)含義:VnRTp VRTnpBBVnRTp VRTnpBB 若組分氣體B和混合氣體物質(zhì)的量分別為nB和n。混合氣體體積為V,則它們的壓力分別為 (1)(2)(1)/(2)得 n pypnnpBBB2022-10-27 V VB B為分體積為分體積混合氣體中組分氣體混合氣體中組分氣體B B在混合氣體的壓力在混合氣體的
4、壓力(P P)和溫度(和溫度(T T)件下占有的體積。件下占有的體積。pVB=nBRT pV=nRT BBBynnVV注意:分壓定律、分體積定律適用于理想氣體,對低壓下注意:分壓定律、分體積定律適用于理想氣體,對低壓下的真實(shí)氣體混合物近似適用。的真實(shí)氣體混合物近似適用。(三)阿馬加分體積定律(三)阿馬加分體積定律V1V2V3BVV2022-10-28(一)化學(xué)計(jì)量數(shù)(一)化學(xué)計(jì)量數(shù)(-nju-nju)某化學(xué)方程式某化學(xué)方程式 cC+dD=yY+zZcC+dD=yY+zZ 按數(shù)學(xué)式移項(xiàng)按數(shù)學(xué)式移項(xiàng) 0=-0=-cC cC dD+yY+zZ dD+yY+zZ 此稱化學(xué)計(jì)量方程式此稱化學(xué)計(jì)量方程式.
5、若令若令 可簡化化學(xué)計(jì)量方程式的通式:可簡化化學(xué)計(jì)量方程式的通式:0=0=稱為稱為物質(zhì)物質(zhì)B B的化學(xué)計(jì)量數(shù)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。規(guī)定:規(guī)定:取負(fù)值,取負(fù)值,取正值。取正值。這樣這樣 、分別為分別為C C、D D、Y Y、Z Z物種的化學(xué)計(jì)量數(shù)物種的化學(xué)計(jì)量數(shù) cvc dvd yvy zvz BBBvvBv反應(yīng)物v生成物vyvzv二、化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度二、化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)進(jìn)度cvdvcvc dvd yvy zvz BBBvBv反應(yīng)物v生成物vyvzvcvdv2022-10-29例:N2+3H2=2NH3 化學(xué)計(jì)量式:各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù):表明反應(yīng)中每消耗1molN2和3molH2必生成2molNH3。3
6、22230NHHN-1v2N 3v2H 23NHv2022-10-210(二)反應(yīng)進(jìn)度(-ksi):表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度 BBBv0BBvn0,000t當(dāng)BBvn B0BBv)(vn BBdnvd1dvdnBB )()(BB0Bnndn 0dvB0,000t當(dāng)2022-10-211例如:N2 +3H2 =2NH3即反應(yīng)開始 nB/mol 3.0 10.0 0t時(shí) nB/mo1 2.0 7.0 2.0 -1.0 -3.0 2.0 1/mon10.110.122movnNN10.130.322movnHH10.120.233movnNHNH2022-10-212 1-molnN/2molnH/2
7、molnNH/3mol122mol1-3mol-1-1mol-3222321NHHN32223NHHN3-2同一反應(yīng)方程式,反應(yīng)進(jìn)度的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)無關(guān)。同一反應(yīng)方程式,反應(yīng)進(jìn)度的值與選用反應(yīng)式中何種物質(zhì)無關(guān)。但與化學(xué)反應(yīng)式的寫法有關(guān)但與化學(xué)反應(yīng)式的寫法有關(guān)mol212mol1.5-3mol-0.5-1mol-2022-10-2131.2 1.2 化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系化學(xué)反應(yīng)中的能量關(guān)系 本節(jié)重點(diǎn)介紹用熱力學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)能量變化關(guān)系中若干基本概念、術(shù)語和符號以及有關(guān)計(jì)算。2022-10-214一、基本概念和術(shù)語1、系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)系統(tǒng)(system,“sy”):作為某熱力學(xué)
8、問題的研究對象:作為某熱力學(xué)問題的研究對象環(huán)境環(huán)境(surroundings,“su”):與系統(tǒng)相關(guān)的周圍部分;:與系統(tǒng)相關(guān)的周圍部分;按系統(tǒng)與環(huán)境交換內(nèi)容分為:按系統(tǒng)與環(huán)境交換內(nèi)容分為:敞開系統(tǒng)敞開系統(tǒng)(open system):體系與環(huán)境間既有物質(zhì)交換,又有 能量交換。封閉系統(tǒng)封閉系統(tǒng)(closed system):體系與環(huán)境間,沒有物質(zhì)交換但有 能量交換 孤立體系孤立體系(isolated system):體系與環(huán)境間,物質(zhì)與能量均不 發(fā)生交換。2022-10-215水水水水水蒸氣水蒸氣熱熱量量水水熱熱量量 孤立系統(tǒng)密封以及絕熱性能很好孤立系統(tǒng)密封以及絕熱性能很好敞開系統(tǒng)蓋子打開敞開系統(tǒng)
9、蓋子打開封閉系統(tǒng)蓋子密封,但是散熱封閉系統(tǒng)蓋子密封,但是散熱體系分類體系和環(huán)境間交換物質(zhì)能量敞開體系封閉體系孤立體系(熱力學(xué)中最常見的系統(tǒng)熱力學(xué)中最常見的系統(tǒng))(封閉系統(tǒng)與環(huán)境)(封閉系統(tǒng)與環(huán)境)2022-10-216 聚集狀態(tài)在一定條件下物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)聚集的物理形態(tài)。有氣、液、固、等離子體等之分,但化學(xué)熱力學(xué)的“狀態(tài)”是用一系列宏觀物理量來描述。2.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)決定體系狀態(tài)的那些物理量稱為系統(tǒng)的性質(zhì)。狀態(tài)系統(tǒng)中所有物理及化學(xué)性質(zhì)的總和熱力學(xué)平衡態(tài)2022-10-217 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)(state function):確定系統(tǒng)狀態(tài)的性質(zhì)稱為狀態(tài)函數(shù)確定系統(tǒng)狀態(tài)的性質(zhì)稱為狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)的
10、特征:的特征:是狀態(tài)的單值函數(shù)是狀態(tài)的單值函數(shù)(狀態(tài)不變它不變狀態(tài)不變它不變);狀態(tài)改變時(shí),狀態(tài)函數(shù)的變化量只與變化的初末態(tài)有關(guān),狀態(tài)改變時(shí),狀態(tài)函數(shù)的變化量只與變化的初末態(tài)有關(guān),而與變化的途徑無關(guān);而與變化的途徑無關(guān);系統(tǒng)經(jīng)歷循環(huán)過程時(shí),狀態(tài)函數(shù)的變化量為零;系統(tǒng)經(jīng)歷循環(huán)過程時(shí),狀態(tài)函數(shù)的變化量為零;如如T、p、V、m、n、C、U、S、G、等等物理量 =性質(zhì) =狀態(tài)函數(shù)2022-10-218例如1mol理想氣體 始態(tài) 終態(tài) p1=101325Pa p2=1013250P P=P2-P1=911925Pa V1=22.41410-3m3 V2=4.4810-3m3 V=V2-V1=-17.92
11、10-3m3 T1=273K T2=546K T=T2-T1=273K21PP 21TT 2022-10-219WWW 總總總功:總功:熱(Q):系統(tǒng)與環(huán)境間因溫度差而傳遞的能量;功(W):除溫度差以外的系統(tǒng)與環(huán)境間傳遞的能量;系統(tǒng)吸熱:系統(tǒng)吸熱:Q 0系統(tǒng)放熱:系統(tǒng)放熱:Q 0系統(tǒng)對環(huán)境做功:系統(tǒng)對環(huán)境做功:W 0W 的符號的符號有序能有序能體積功體積功非體積功非體積功3.熱和功(系統(tǒng)與環(huán)境交換能量的兩種方式)2022-10-220V體積功的計(jì)算體積功的計(jì)算膨脹膨脹壓縮壓縮Fsu=psuAsdldVFsu=psuAs例如氣體的膨脹例如氣體的膨脹(或壓縮或壓縮)VsuSsusupdlApdlF
12、W計(jì)算可知計(jì)算可知:W =0;:W=-1134J熱和功的特點(diǎn):熱和功的特點(diǎn):能量量綱,單位能量量綱,單位“J”或或“kJ”;是途徑函數(shù)非狀態(tài)函數(shù),微小變化以是途徑函數(shù)非狀態(tài)函數(shù),微小變化以Q、W 表示(表示(-delt);1molH2(理氣理氣),273K、100kPa1molH2(理氣理氣),273K、50kPa:向真空膨脹:向真空膨脹:對抗恒外壓:對抗恒外壓psu50 kPa膨脹膨脹2022-10-221體系內(nèi)部所有能量的總和,稱熱力學(xué)能(曾稱內(nèi)能),符號為體系內(nèi)部所有能量的總和,稱熱力學(xué)能(曾稱內(nèi)能),符號為“U U”(1 1)體系內(nèi)分子、原子、離子等的動(dòng)能;)體系內(nèi)分子、原子、離子等的
13、動(dòng)能;(2 2)分子、原子、離子間的相互作用能(含位能和化學(xué)鍵);)分子、原子、離子間的相互作用能(含位能和化學(xué)鍵);(3 3)原子內(nèi)部各種微粒如原子核,電子等運(yùn)動(dòng)的能量與粒建間)原子內(nèi)部各種微粒如原子核,電子等運(yùn)動(dòng)的能量與粒建間的相互作用等等。的相互作用等等。體系的熱力學(xué)能的絕對值難以測定。體系的熱力學(xué)能的絕對值難以測定。4 4.熱力學(xué)能熱力學(xué)能“U”是狀態(tài)函數(shù),單位為是狀態(tài)函數(shù),單位為J,kJ;其改變量其改變量U只與體系的始、只與體系的始、終態(tài)有關(guān),而與變化過程的途徑無關(guān)終態(tài)有關(guān),而與變化過程的途徑無關(guān).2022-10-222 孤立體系孤立體系:能量不會(huì)自生自滅,但可從一種形式變?yōu)榱硪环N能
14、量不會(huì)自生自滅,但可從一種形式變?yōu)榱硪环N形式,其總量不變,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律即稱能量守恒定律。形式,其總量不變,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律即稱能量守恒定律。WQUUU12二、熱力學(xué)第一定律二、熱力學(xué)第一定律0U 封閉體系封閉體系:體系熱力學(xué)能的變化等于體系與環(huán)境交換的熱(體系熱力學(xué)能的變化等于體系與環(huán)境交換的熱(Q),),和和功(功(W)。2022-10-2231 1、恒壓反應(yīng)熱、恒壓反應(yīng)熱 和反應(yīng)焓變和反應(yīng)焓變 反應(yīng)熱反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)時(shí),若化學(xué)反應(yīng)時(shí),若體系不做非體積功體系不做非體積功,且且反應(yīng)終態(tài)的溫度恢復(fù)至反應(yīng)始態(tài)的溫度反應(yīng)終態(tài)的溫度恢復(fù)至反應(yīng)始態(tài)的溫度時(shí)體系吸時(shí)體系吸收或放出的熱量。收或放出的熱量。通?;瘜W(xué)
15、反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的,(如敞口通?;瘜W(xué)反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的,(如敞口進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)),如果體系不做非體積功,終態(tài)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)),如果體系不做非體積功,終態(tài)溫度等于始態(tài)溫度,這過程的反應(yīng)熱稱為恒壓反應(yīng)溫度等于始態(tài)溫度,這過程的反應(yīng)熱稱為恒壓反應(yīng)熱熱Q QP P。H三、反應(yīng)熱三、反應(yīng)熱 和反應(yīng)焓變和反應(yīng)焓變pQHQ2022-10-224 對于有氣體參加或生成的反應(yīng),可能會(huì)引起體積變對于有氣體參加或生成的反應(yīng),可能會(huì)引起體積變化(化(),則體系作功,),則體系作功,對于對于封閉封閉體系,體系只作體積功的恒壓過程,由熱體系,體系只作體積功的恒壓過程,由熱力學(xué)第一定律可得到:力學(xué)第一定律可得到
16、:令令H=U+PVH=U+PV,H H稱為焓,因稱為焓,因U U、P P、V V均為狀態(tài)函數(shù),所均為狀態(tài)函數(shù),所以以H H也是狀態(tài)函數(shù)。也是狀態(tài)函數(shù)。V)(12VVPQVPQWQUppp11221212)()(PVUPVUVVPUUQp)()(1122PVUPVUVPVVPW)(122022-10-225 顯然顯然H H的絕對值目前也難測到。其能測定的絕對值目前也難測到。其能測定并有實(shí)際意義的則是狀態(tài)改變時(shí)焓的改變并有實(shí)際意義的則是狀態(tài)改變時(shí)焓的改變值值 ,稱,稱焓變焓變。由上式可得:由上式可得:Q QP P=(U U2 2+PV+PV2 2)-(U U1 1+PV+PV1 1)=H =H2
17、2-H-H1 1=HH2022-10-226如:恒壓(如:恒壓(298.15298.15K K)下下2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g g)2H2H2 2O O(g g)Q QP P=-483.64kJ=-483.64kJmolmol-1-1體系的焓值減?。w系的焓值減?。?,表明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。,表明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)。恒壓(恒壓(298.15298.15K K)下下 N N2 2(g g)+2O+2O2 2(g)2NO(g)2NO2 2(g g)Q QP P=66.36kJ=66.36kJmolmol-1-1體系的焓值增加(體系的焓值增加(,表明此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。,表明此反應(yīng)為吸熱
18、反應(yīng)。)0H)0H2022-10-2272 2、熱化學(xué)反應(yīng)方程式、熱化學(xué)反應(yīng)方程式 表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)(反應(yīng)熱)關(guān)系的方程式,表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)(反應(yīng)熱)關(guān)系的方程式,稱為熱稱為熱化學(xué)反應(yīng)方程式?;瘜W(xué)反應(yīng)方程式。2 2H H2 2(g g)+O+O2 2(g)2H(g)2H2 2O O(g g)Q QP P=-483.64kJ=-483.64kJmolmol-1-1 此式表示:在此式表示:在298.15298.15K K,100kPa100kPa(P P)下,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為下,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度為1 1molmol時(shí),放出時(shí),放出483.64483.64kJkJ的熱量,的熱量,r rH Hm m稱摩
19、爾反應(yīng)焓變。稱摩爾反應(yīng)焓變。mrHkPaK10015.2982022-10-228 書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾上幾點(diǎn):書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾上幾點(diǎn):(1)(1)要注明反應(yīng)的溫度和壓力,如果是要注明反應(yīng)的溫度和壓力,如果是100100kPakPa,298.15K298.15K可可略去不寫。嚴(yán)格說,略去不寫。嚴(yán)格說,T T對對H H是有影響的,但一般影響不大,是有影響的,但一般影響不大,故計(jì)算在其它溫度下仍可按故計(jì)算在其它溫度下仍可按298.15298.15K K時(shí)處理。時(shí)處理。(2)(2)必須標(biāo)物質(zhì)的聚集狀態(tài),氣必須標(biāo)物質(zhì)的聚集狀態(tài),氣g(gas)g(gas),液液l l(liguidl
20、iguid),),固固s s(solidsolid),),若上式中若上式中H H2 2O O為為l l,則則Q Qp p=-571.66kJ=-571.66kJmolmol-1-11pmolkJ64.483rHmQ (3)同一反應(yīng),化學(xué)計(jì)量方程式不同,同一反應(yīng),化學(xué)計(jì)量方程式不同,Qp也不同,例如也不同,例如 H2(g)+1/2O2 H2O(g)2H2(g)+O2 2H2O(g)(4)正逆反應(yīng)的正逆反應(yīng)的Qp絕對值相同,但符號相反。絕對值相同,但符號相反。1pmolkJ82.241rHmQ )(2)()(2215.278,10022lOHgOgHKkPa2022-10-229 3 3、赫斯定律
21、、赫斯定律 反應(yīng)熱一般可通過實(shí)驗(yàn)測出,但有的反應(yīng)熱難測定,反應(yīng)熱一般可通過實(shí)驗(yàn)測出,但有的反應(yīng)熱難測定,如如C(s)+C(s)+(g g)CO(g)CO(g)的的 QpQp。但但C C(s s)燃燒生成燃燒生成COCO2 2(g)(g)(恒溫、恒壓下恒溫、恒壓下)可按兩種不可按兩種不同途徑完成。同途徑完成。221OC(s)+O(g)2CO(g)2CO(g)+O(g)2211H(1)Qp12p2HQ(2)mHrpQ始態(tài)終態(tài)21mrHHH 1H 則則Q QP1P1 =(-393.51)-(282.98)kJ=-0.53kJ=(-393.51)-(282.98)kJ=-0.53kJmolmol-1
22、12HHmr2022-10-230 1840 1840年俄籍瑞士人,年俄籍瑞士人,G.H.HessG.H.Hess,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出一條規(guī)律:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)如果分幾步完成,則總反應(yīng)結(jié)出一條規(guī)律:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)如果分幾步完成,則總反應(yīng)熱等于各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和,稱赫斯定律。熱等于各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和,稱赫斯定律。Qp=QQp=QP1P1+Q+QP2P2從熱力學(xué)觀點(diǎn),化學(xué)反應(yīng)的從熱力學(xué)觀點(diǎn),化學(xué)反應(yīng)的 只取決于反應(yīng)的始、終態(tài),只取決于反應(yīng)的始、終態(tài),與反應(yīng)途徑無關(guān),且恒溫恒壓下:與反應(yīng)途徑無關(guān),且恒溫恒壓下:HmrHQp=mrH應(yīng)用此定律,不僅可計(jì)算某些恒壓反應(yīng)熱應(yīng)用此定律
23、,不僅可計(jì)算某些恒壓反應(yīng)熱 ,從而可以,從而可以減少大量實(shí)驗(yàn)測定工作,且還可計(jì)算難以或無法用實(shí)驗(yàn)測定的某減少大量實(shí)驗(yàn)測定工作,且還可計(jì)算難以或無法用實(shí)驗(yàn)測定的某些些反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)的反應(yīng)熱。2022-10-2311 1、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 出于理論研究的需要,化學(xué)熱力學(xué)規(guī)定了物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀出于理論研究的需要,化學(xué)熱力學(xué)規(guī)定了物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(簡稱標(biāo)準(zhǔn)態(tài))。態(tài)(簡稱標(biāo)準(zhǔn)態(tài))。氣體氣體 下純氣體的狀態(tài)下純氣體的狀態(tài) 液體、固體液體、固體 下,最穩(wěn)定的純液體、純固體的狀下,最穩(wěn)定的純液體、純固體的狀態(tài)態(tài)溶溶液液 下,質(zhì)量摩爾濃度下,質(zhì)量摩爾濃度b b為為1 1molmolkgkg-1-1(常近似為常近
24、似為C C=1mol=1molL L-1-1)時(shí)的狀態(tài)時(shí)的狀態(tài) 物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)并無溫度的規(guī)定。物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)并無溫度的規(guī)定。mfHmrHkPap100ppp四、四、應(yīng)用應(yīng)用 計(jì)算計(jì)算2022-10-2322 2、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓(、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓()在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位量在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下,由最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)生成單位量的某物質(zhì)時(shí)的焓變的某物質(zhì)時(shí)的焓變,稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。其單位為其單位為kJkJmolmol-1-1,T T通常為通常為298.15298.15K K。如如C C(s s)+O+O2 2(g g)CO CO2 2(g g)=-393.51kJ.m
25、ol =-393.51kJ.mol-1-1=(COCO2 2,g),g)根據(jù)根據(jù) 的定義,的定義,(最穩(wěn)定純態(tài)單質(zhì))(最穩(wěn)定純態(tài)單質(zhì))=0=0。mfHmfHKp15.298mrPHQmfHmfHmfH2022-10-233 同種元素有多種單質(zhì)時(shí)(同素異構(gòu)體)以最穩(wěn)定的純同種元素有多種單質(zhì)時(shí)(同素異構(gòu)體)以最穩(wěn)定的純態(tài)單質(zhì)的態(tài)單質(zhì)的 =0,=0,如如C C中的石墨,中的石墨,C C(石墨)石墨)C(C(金剛石金剛石)=1.895)=1.895kJkJmolmol-1-1 (金剛石金剛石)=1.895)=1.895kJkJmolmol-1-1 mfHmrHmfH0Hmf (白磷)mfH (紅磷)(
26、紅磷)=-17.6 kJmol-1。mfHmrH根據(jù)根據(jù) 可計(jì)算可計(jì)算 ,也可用于判斷同類型化合物的相對穩(wěn)定性。,也可用于判斷同類型化合物的相對穩(wěn)定性。0Hmf (正交硫)2022-10-234同類型化合物 Na2O Ag2O /kJmol-1 穩(wěn)定性-434.2 -31.0加熱不分解 537K(264)以上分解mfH 代數(shù)值越小,該化合物越穩(wěn)定。mfH2022-10-2353 3、利用、利用 計(jì)算計(jì)算 根據(jù)根據(jù) 的定義和赫斯定律可以導(dǎo)出該計(jì)算方法是:的定義和赫斯定律可以導(dǎo)出該計(jì)算方法是:化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變等于所有生成物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓的總和減去所的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變等于所有生成物的
27、標(biāo)準(zhǔn)生成焓的總和減去所有反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的總和有反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的總和。對一般的化學(xué)反應(yīng)對一般的化學(xué)反應(yīng) cC+dDyY+zZcC+dDyY+zZ mfHmfHmfHmfHmfHmfHmrH反應(yīng)物反應(yīng)物產(chǎn)物產(chǎn)物)(THmr 相同單質(zhì)相同單質(zhì))(fTHn 反反反反 )(fTHn 產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)),()(TBHTHBmfBmr 各物均處于溫度為各物均處于溫度為T(通常用通常用298.15K)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,則的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,則 =y (Y)+z (Z)-c (C)+d (D)2022-10-236例:計(jì)算恒壓反應(yīng) 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)的 判斷它是吸熱還是放熱反
28、應(yīng)?mrH2022-10-237解:=4 (NO,g)+6 (H2O,g)+(-4)(NH3,g)+(-5)(O2,g)=(490.25+6(-241.8)-4(-46.11)=-905.48kJ.mol1因 0可判斷此反應(yīng)是放熱反應(yīng)。也可用此式計(jì)算其中某種物質(zhì)的 。(當(dāng)已知 時(shí) )mrHBmfBBHv)(.mrHmrHmfHmfHmfHmfHmfH2022-10-238 例:已知下列反應(yīng)例:已知下列反應(yīng)(1(1)2 2CuCu2 2O(s)+OO(s)+O2 2(g)4CuO(g);()(g)4CuO(g);()1 1=-292=-292k kJ Jmolmol1 1(2 2)CuO(s)+
29、Cu(s)CuCuO(s)+Cu(s)Cu2 2O O(s s);();()2 2=-11.3kJ=-11.3kJmolmol1 1不查不查 數(shù)據(jù)表,計(jì)算數(shù)據(jù)表,計(jì)算CuO(s)CuO(s)的的 =?=?mrHmrHmfHmfH解解;(2)2)2=(3)2=(3):2 2CuO(s)+2Cu(s)2CuCuO(s)+2Cu(s)2Cu2 2O(s)O(s)()3 3=2()=2()2 2=22.6kJ.mol22.6kJ.mol1 1mrHmrH(3 3)式式+(1)+(1)式式=(4)=(4)式:式:2 2Cu(s)+OCu(s)+O2 2(g)2CuO(s)(g)2CuO(s)()()4 4=()=()3 3+()+()1 1=314.6kJ314.6kJmolmol1 1mrHmrHmrH (CuO (CuO,s)=s)=mfH143.15726.3142)(molkJHmr2022-10-239基本要求:1.能應(yīng)用物質(zhì)的f Hm計(jì)算r Hm(任何反應(yīng));2.熟悉化學(xué)反應(yīng)質(zhì)量關(guān)系和能量關(guān)系中常用的一些基本概念、符號和術(shù)語。
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