第一章熱化學與能量轉化1第一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四研究化學反應經(jīng)常遇到的問題1.化學反應能否自發(fā)進行？2.反應進行的速率有多大？3.反應進行的極限(化學平衡)。4.反應中的能量變化(熱化學)。5.反應是如何進行的(反應機理)？2第二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四第一章熱化學與能源基本內容3.闡明化學反應中的質量關系和能量關系。1.闡述化學中的計量，以鞏固高中化學中的有關概念;2.引入化學計量數(shù)，反應進度，狀態(tài)函數(shù),標準態(tài)和反應焓變等重要概念;3第三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

會應用熱化學方程式和物質的標準摩爾生成焓計算標準摩爾反應焓變。

基本要求第一章熱化學與能源4第四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四第一章熱化學與能源1-1反應熱的測量1-2反應熱的理論計算目錄1-3能源及其有效與清潔利用5第五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四第一節(jié)反應熱的測量第六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1-1-1基本概念1、系統(tǒng)與環(huán)境1、定義系統(tǒng):所需研究的那部分物質或空間。環(huán)境:體系之外與體系有一定聯(lián)系的其它物質或空間。體系環(huán)境物質能量7第七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四2、分類

根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間聯(lián)系，把系統(tǒng)分為三種類型：

①敞開系統(tǒng)——系統(tǒng)與環(huán)境之間，既有物質傳遞又有能量交換。

②封閉系統(tǒng)——系統(tǒng)與環(huán)境之間，沒有物質傳遞而只有能量交換。

③隔離系統(tǒng)(孤立系統(tǒng))——系統(tǒng)與環(huán)境之間，既沒有物質傳遞也沒有能量傳遞。第八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四封閉系統(tǒng)

三種熱力學系統(tǒng)：孤立系統(tǒng)

孤立系統(tǒng)是一種科學的抽象,對于科學研究有重要意義.敞開系統(tǒng)9第九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四2、聚集體和相自然界中物質呈現(xiàn)的聚集狀態(tài)，熟知的有氣態(tài)，液態(tài)和固態(tài)，此外還有等離子體態(tài)，超高溫下地殼內部狀態(tài)等。任一聚集狀態(tài)內部物理及化學性質的均勻部分稱為相。

例如，有兩種氣體組成的混合物，在低壓及中壓下只有一個相，但在高壓下，氣體可能分層，有界面，且該界面兩邊氣體的性質發(fā)生突變，實為兩個相，但這個體系卻只有一種聚集態(tài)——氣態(tài)。10第十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四又如，不形成固溶體的三種不同物質的固體混合物，體系只存在一種聚集態(tài)——固態(tài)，但無論將他們研磨的如何細微，混合的如何均勻，仍然是三相混合物。所以處于同一相中的物質一定處于同一聚集態(tài)，而處于同一聚集態(tài)的物質不一定是處于同一相中。液體，不分層為一相，分幾層為幾相；固體，有幾種固體為幾相。11第十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四思考：1)101.325kPa，273.15K(0°C)下，H2O(l),H2O(g)和H2O(s)同時共存時系統(tǒng)中的相數(shù)為多少。2)CaCO3(s)分解為CaO(s)和CO2(g)并達到平衡的系統(tǒng)中的相數(shù)。12第十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1.狀態(tài)：表征體系性質的物理量所確定的體系存在形式。

由

p、V、T、n

等物理量所確定下來的體系存在的形式稱為體系的狀態(tài)3、狀態(tài)及狀態(tài)函數(shù)對一系統(tǒng)，各種性質都有確定數(shù)值，該系統(tǒng)的狀態(tài)便被確定；反之，當系統(tǒng)狀態(tài)已確定時，該系統(tǒng)的各種性質也必都有確定的值。13第十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四2.狀態(tài)函數(shù)：

確定體系狀態(tài)的宏觀性質的物理量稱為狀態(tài)函數(shù)如物質的量、壓力、體積、溫度3.狀態(tài)函數(shù)的特點：(1)體系的狀態(tài)一確定，各狀態(tài)函數(shù)均有確定值。(2)體系狀態(tài)發(fā)生變化時,各狀態(tài)函數(shù)的改變量，只與始態(tài)和終態(tài)有關,與變化的途徑無關。14第十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四(3)描述體系所處狀態(tài)的各狀態(tài)函數(shù)之間是有聯(lián)系的。理想氣體T=280K理想氣體T=300K理想氣體T=350K△T=350K-300K=50K15第十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四P3=303.9kPaT3=473KV3=0.845m3p1=101.3kPaT1=373KV1=2m3p1=202.6kPaT1=373KV1=1m3

（I）加壓（II）加壓、升溫減壓、降溫始

態(tài)終態(tài)圖1-1理想氣體兩種不同變化過程即：

X

=X2-X116第十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四廣度性質和強度性質狀態(tài)函數(shù)可分為兩類：廣度性質：其量值具有加和性，如體積、質量等。強度性質：其量值不具有加和性，如溫度、壓力等。思考：力和面積是什么性質的物理量？它們的商即壓強(熱力學中稱為壓力)是強度性質的物理量。由此可以得出什么結論？推論：摩爾體積(體積除以物質的量)是什么性質的物理量？力和面積都是廣度性質的物理量。結論是兩個廣度性質的物理量的商是一個強度性質的物理量。17第十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四4、過程與途徑1.過程:

體系狀態(tài)變化的過程T一定ΔT=0(等溫過程)p一定Δp=0(恒壓過程)V一定ΔV=0(恒容過程)體系與環(huán)境間無熱交換Q＝0(絕熱過程)2.途徑：完成過程的具體步驟稱為途徑狀態(tài)1→狀態(tài)2：途徑不同，狀態(tài)函數(shù)改變量相同；18第十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四298K，101.3kPa298K，506.5kPa375K，101.3kPa375K，506.5kPa恒溫過程途徑(II)恒壓過程途徑(I)恒溫過程(I)恒壓過程(II)實際過程圖1-2

實際過程與完成過程的不同途徑19第十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四化學反應cC+dD=

yY+zZ移項0=-cC-dD+yY+zZ

令-c=νC、-d=νD、y=νY、z=νZ0＝∑BBνB可簡化寫出化學計量式的通式：得0=νCC+νDD+νYY+νZZB——表示反應中物質的化學式，νB——是B的化學計量數(shù)?；瘜W計量數(shù)(ν)5、化學計量數(shù)和反應進度20第二十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四對于同一個化學反應，化學計量系數(shù)與化學反應方程式的寫法有關。例如，合成氨反應寫成：

規(guī)定，反應物的化學計量數(shù)為負，產(chǎn)物的化學計量數(shù)為正。21第二十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四N2+3H2=2NH30=-N2-3H2+2NH3

=ν(N2)N2+ν(H2)H2+ν(NH3)NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)

ν(N2)=

-1、ν(H2)=

-3、ν(NH3)=2表明反應中每消耗1molN2和3molH2

生成2molNH3例22第二十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四若寫作：1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)則v（N2）=－1/2，v（H2）=－3/2，v（NH3)=1而對其逆反應：2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)則v（N2）=1，v（H2）=3，v（NH3）=－223第二十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四反應進度0＝∑BBνB對于化學計量方程式dξ=νB-1dnBnB——B的物質的量ξ的單位為molνB——為B的化學計量數(shù)即反應系統(tǒng)中任一反應物或生成物在反應過程中物質的量的變化(△nB)與該物質的計量系數(shù)(νB)的商就是反應進度(ξ)。24第二十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四反應進度對于有限的變化，改寫為

△ξ

=νB-1

△

nB開始時ξ0=0、nB(ξ0)，積分到ξ時、nB(ξ)得：(ξ-ξ0)=[nB(ξ)-nB(ξ0)]／

νB則

ξ

=

[

nB(ξ)-nB(ξ0)]

／νB△nB=νBξ25第二十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例反應：N2+3H2=2NH3N2、H2、NH3的化學計量數(shù)

ν(N2)=

-1、ν(H2)=

-3、ν(NH3)=2當ξ0＝0時,若有足夠量的N2和H2、n(NH3)＝0根據(jù)、ξ＝nB/νBn(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000

-

-1

-1-321-2-64212123226第二十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四n(N2)/moln(H2)/moln(NH3)/molξ/mol0000

-

-1

-1-321-2-6421232對同一化學反應方程式，反應進度(ξ)的值與選用反應式中何種物質的量的變化進行計算無關。例反應：N2+3H2=2NH31227第二十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四注意:同一化學反應如果化學反應方程式的寫法不同（亦即νB不同），相同反應進度時對應各物質的量的變化會有區(qū)別。例如：當ξ=1mol時反應方程式N2+H2=NH3N2+3H2=2NH3n(N2)/mol--1n(H2)/mol--3n(NH3)/mol121212323228第二十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1-1-2反應熱的測量(heatingeffectmeasurement)1熱效應測量原理第二十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四計算公式：q＝－csms(T2-T1)＝－csms△T=－CS△T2

測量裝置氧彈式量熱計(calorimeter)30第三十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四31第三十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四3.測量方法與步驟：●準確稱量反應物(固態(tài)或液態(tài)）裝入鋼彈內，通入氧氣，密封;●將鋼彈安放在一鋼質容器中，向容器內加入足夠的已知質量的水，使鋼彈淹沒，鋼彈與環(huán)境絕熱;●精確測定系統(tǒng)的起始溫度(T1);●電火花引發(fā)反應，測量系統(tǒng)(包括鋼彈及內部物質、水和金屬容器等)的終態(tài)溫度(T2)。32第三十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

∑C叫做量熱計常數(shù)（calorimeterconstant）為彈液(如水)和熱量計部件(如杯體，鋼彈,溫度計,攪拌棒和引燃絲等)熱容之和.(例如盛水2000g的彈式熱量計的常數(shù)為10.1kJ·K-1)4.計算：

q＝-{q(H2O)+qb}

＝-{C(H2O)△T+Cb△T}

＝-∑C·△T33第三十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例1:將0.500gN2H4(l)在盛有1210gH2O的彈式量熱計的鋼彈內完全燃燒盡。系統(tǒng)溫度由293.18K升至294.82K。已知鋼彈組件在實驗溫度時的總熱容為848J·K-1。計算此條件下聯(lián)氨完全燃燒所放出的熱量。解：Q=-(CH2O+Cb)·△T=-(4.18×1210+848)(294.82-293.18)=-9690(J)

顯然，此熱量與所用反應物的質量有關，-9690J是對0.500gN2H4(l)而言的，若以1molN2H4(l)計，則可乘以N2H4的摩爾質量，即：Q=-9690/0.500×32=-620160J·mol-134第三十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四第二節(jié)反應熱的理論計算35第三十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1-2-1熱力學第一定律

熱力學第一定律（能量守恒定律）

“在任何過程中，能量既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一種形式轉化為另一種形式?！被靖拍睿簾崃W能、熱和功。第三十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四符號：U

，單位：kJ

、J

。

U

是狀態(tài)函數(shù)；無絕對數(shù)值；

U=U(終態(tài))–U(始態(tài))

其值與n

成正比。包括分子平動能、分子振動能、分子轉動能、電子運動能、核能等即內能—系統(tǒng)內部能量的總和。熱力學能(以往稱內能)37第三十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

熱(Q)：體系和環(huán)境之間因溫度不同而傳遞或交換的能量的形式。功和熱是體系的狀態(tài)發(fā)生變化時，體系和環(huán)境傳遞或交換能量的兩種形式。符號：Q，[注意]熱不是狀態(tài)函數(shù)單位為J、kJ體系吸熱，Q>0；體系放熱，Q<0。吸熱為正值，放熱為負值。熱和功38第三十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四功(W)：除了熱之外其它傳遞或交換的能量形式。功體積功:體系體積變化反抗外力所做的功非體積功:除體積功外的功，如電功環(huán)境對體系做功，W為正值；體系對環(huán)境做功，W為負值。[注意]功不是狀態(tài)函數(shù)單位為J、kJ體積功W(W=-PΔV)；非體積功W′。39第三十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四Q>0W<0ΔU=Q+W

一封閉系統(tǒng)，熱力學能U1，從環(huán)境吸收熱Q，對環(huán)境做功W，變到狀態(tài)2，熱力學能U2，則熱力學能的變化等于體系從環(huán)境吸收的熱量加上體系對環(huán)境所做的功：熱力學第一定律數(shù)學表達式40第四十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1-2-2化學反應的反應熱化學反應是反應物分子中舊鍵的削弱、斷裂和產(chǎn)物分子新鍵形成的過程。前者需要吸收能量,后者則會釋放能量。因此，化學反應過程往往伴隨有能量的吸收或釋放。41第四十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四如：煤燃燒時放熱；碳酸鈣分解要吸熱；原電池反應可產(chǎn)生電能；電解食鹽水要消耗電能；葉綠素在光作用下使二氧化碳和水轉化為糖類。42第四十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四化學反應系統(tǒng)與環(huán)境進行能量交換的主要形式是熱稱反應熱或熱效應。通常把只做體積功，且始態(tài)和終態(tài)具有相同溫度時，系統(tǒng)吸收或放出的熱量叫做該反應的反應熱。根據(jù)反應條件的不同，反應熱又可分為：1恒容過程反應熱QV

恒容熱QV——系統(tǒng)進行恒容、且非體積功為零過程中與環(huán)境交換的熱。43第四十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四V2

=V1

△V=0

∵△U=Q

+W∴△U=Q

-P△V=Q

V由熱力學第一定律，在封閉系統(tǒng)的恒容過程，非體積功為零條件下，系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱等于內能的變化。

ΔU=QV44第四十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四定義：化學反應若在恒壓過程中完成的，且只做體積功不做非體積功，稱為恒壓反應，其熱效應稱為恒壓反應熱，通常用符號（Qp）表示。由熱力學第一定律，在恒壓條件下：ΔU=Qp+W體恒壓過程的體積功W體：2

恒壓過程反應熱

QP

P2

=P1

=P∵△U=QP-P△V∴QP=△U+P△V恒壓反應熱不等于體系熱力學能的變化45第四十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四上式可化為：

QP=（U2-U1）+P（V2-V1）即：QP=（U2+P2V2）-（U1+P1V1）令：

H=U+PV

稱：焓說明：（1）H無明確物理意義（2）H是狀態(tài)函數(shù)（3）單位J、kJ

（4）絕對值無法測知QP=（U2+P2V2）-（U1+P1V1）=H2-H13

焓46第四十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

反應焓變H=H2-H1=Qp化學反應在封閉體系中、恒壓條件下進行，如果體系不做非體積功：化學反應的焓變等于恒壓反應熱吸熱反應：Qp>0,H>0放熱反應：Qp<0,H<0如：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

H＝Qp=-571.66kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)→H2O(l)H＝

Qp=-285.83kJ·mol-11247第四十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四定容反應熱與定壓反應熱的關系已知 定容反應熱：QV=ΔU；

定壓反應熱：Qp=ΔUp+p(V2–V1)

等溫過程，ΔUpΔUV，則：Qp–

QV=n2(g)RT

–

n1(g)RT=Δn(g)RT對于理想氣體反應，有：對于有凝聚相參與的理想氣體反應，由于凝聚相相對氣相來說，體積可以忽略，因此在上式中，只需考慮氣體的物質的量。ΔH–ΔU=Qp–

QV=p(V2–V1)48第四十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四思考：若反應C(石墨)+O2(g)→CO2(g)

的Qp,m為–393.5kJ·mol–1，則該反應的QV,m

為多少？該反應的Δn(g)=0，QV=Qp所以 對于沒有氣態(tài)物質參與的反應或Δn(g)=0的反應，QVQp對于有氣態(tài)物質參與的反應，且Δn(g)0的反應，QVQp49第四十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四表示化學反應與熱效應關系的方程式rHm——摩爾反應焓變rHm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa如12表示在298.15K、100kPa下，當反應進度=1mol時(1molH2(g)與molO2(g)反應，生成1molH2O(g)時)，放出241.82kJ熱量。124熱化學方程式50第五十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

熱化學方程式注意：1.注明反應的溫度、壓力等。2.注明各物質的聚集狀態(tài)。3.注明反應的熱效應。如rHm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa1251第五十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四注明各物質的聚集狀態(tài)，聚集狀態(tài)不同，熱效應不同。52第五十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四5.正、逆反應的Qp的絕對值相同,符號相反。HgO(s)→Hg(l)+O2(g)rHm=90.83kJ·mol-112Hg(l)+O2(g)→HgO(s)rHm=-90.83kJ·mol-1124.同一反應,反應式系數(shù)不同,rHm不同

。rHm=-483.64kJ·mol-12H2(g)+O2(g)→2H2O(g)

rHm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)298.15K100kPa12第五十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四在恒溫恒壓或恒溫恒容條件下，體系不做非體積功，則反應熱只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。即化學反應的焓變只取決于反應的始態(tài)和終態(tài)，而與變化過程的具體途徑無關。QV=ΔU=U2-U15

蓋斯(Hess)定律54第五十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四C(s)+O2(g)rHmCO(g)+O2(g)12H1H2CO2(g)rHm=H1+H2應用蓋斯定律不僅可計算某些恒壓反應熱，而且可計算難以或無法用實驗測定的反應熱。H1=rHm-H2=[(-393.51)-(282.98)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律，若化學反應可以加和，則其反應熱也可以加和。55第五十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四推理：任一化學反應可以分解為若干最基本的反應（生成反應），這些生成反應的反應熱之和就是該反應的反應熱。如：AB+CD==AC+BDΔHA+B

=

ABΔH1;

C+D

=

CDΔH2;A+C

=

AC

ΔH3;

B+D

=

BD

ΔH4。則：ΔH

=ΔH4+ΔH3-ΔH1-ΔH2即:△rH=∑i△rHi56第五十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例2：已知：C（s）+O2（g）→CO2（g）=-393.5kJ.mol-1CO(g)+O2(g)→CO2(g)=-283.0kJ.mol-1問:C(s)+O2(g)→CO(g)=?解:按蓋斯定律={(-393.5)-(-283.0)}kJ.mol-1

=

-110.5kJ.mol-1ΔHm1ΔHm2ΔHm3ΔHm357第五十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四1-2-3反應標準摩爾焓變的計算標準(狀)態(tài)（1）氣體物質的標準態(tài)是在標準壓力(P=100.00kPa)時的(假想的)理想氣體狀態(tài);（2）溶液中溶質B的標準態(tài)是:在標準壓力p時的標準質量摩爾濃度b=1.0mol.kg-1(近似為1mol·L-1)時的理想溶液;（3）液體或固體的標準態(tài)是:在標準壓力p時的純液體或純固體。標準態(tài)對溫度沒有規(guī)定，不同溫度下有不同標準態(tài)58第五十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四在指定溫度T及標準狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的純態(tài)單質生成單位物質的量某物質時反應的焓變(即恒壓反應熱)稱為該物質的標準摩爾生成焓符號：ΔfHm(B，T)，單位:kJ·mol-1

。

ΔfHmθ<0，放熱；

ΔfHmθ>0，吸熱。標準摩爾生成焓ΔfHmθ59第五十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

標準摩爾生成焓2.fHm代數(shù)值越小,化合物越穩(wěn)定。3.必須注明溫度，若為298.15K時可省略。1.最穩(wěn)定純態(tài)單質fHm=0,如fHm(石墨)=0。注意：高溫時分解-157.3CuO(s)加熱不分解-635.09CaO(s)穩(wěn)定性fHm/(kJ·mol-1)物質60第六十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四因為QP=ΔH,所以恒溫恒壓條件下的反應熱可表示為反應的焓變:ΔrH(T);

反應系統(tǒng)的nB確定為1mol時,反應熱稱為反應的摩爾焓變:ΔrHm(T)；

在標準狀態(tài)下的摩爾焓變稱反應的標準摩爾焓變:ΔrHm(T)反應的標準摩爾焓變ΔrHm(T)61第六十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例如:C(石)+O2(g)→CO2(g)ΔrHm其中,C(石)為碳的參考態(tài)元素,O2(g)為氧的參考態(tài)元素,此反應是生成反應。所以此反應的焓變即是CO2（g）的生成焓：ΔrHm(T)(T)=ΔfHm(CO2,g,T)*參考態(tài)元素通常指在所討論的溫度和壓力下最穩(wěn)定狀態(tài)的單質。也有例外.如:石墨(C),白磷(P)。62第六十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四標準摩爾焓變的計算,以乙炔的完全燃燒反應為例:

C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）可將此反應分解為四個生成反應：2C+H2（g）→C2H2（g)ΔrHm1(T)=ΔfHm(C2H2,T)O2(g)→O2（g）ΔrHm2(T)=ΔfHm(O2,T)C(S)+O2（g）→CO2（g)2ΔrHm3(T)=2ΔfHm(CO2,T)反應的標準摩爾焓變的計算63第六十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四H2(g)+O2(g)→H2O(l)ΔrHm4(T)=ΔfHm(H2O,l,T)根據(jù)蓋斯定律：ΔrHm(T)=ΣiΔfHmi(T)有:ΔrHm=2ΔfHm3+ΔfHm4-ΔfHm1-ΔfHm2通式：ΔrHm(T)=ΣBνBΔfHmB(T)64第六十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例3用生成焓計算反應的標準摩爾反應焓?！窘狻扛鶕?jù)蓋斯定律，設計如下途徑：65第六十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四解：利用蓋斯定律，先設計該反應的熱化學循環(huán)過程：

CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(s)ΔHθ3

ΔHθ2+Ca(s)+1/2O2(g)H2(g)+1/2O2(g)ΔHθ298.15+ΔHθ1+ΔHθ2=ΔHθ3

ΔHθ298.15ΔHθ298.15=ΔHθ3–[ΔHθ1+ΔHθ2]=ΔHθf(Ca(OH)2,s)-[ΔHθf(CaO,s)+ΔHθf(H2O,l)]=(-986.17)-[(-635.13)+(-285.83)]=-65.21kJ.mol-1

例4：已知恒壓反應CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(s)，求此反應的標準反應熱（即標準焓變）ΔHθ166第六十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四結論：對一般反應67第六十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

標準摩爾反應焓變的計算化學反應的標準摩爾反應焓變等于生成物的標準摩爾生成焓的總和減去反應物的標準摩爾生成焓的總和。

化學反應：cC+dD=yY+zZ(任一物質均處于溫度T的標準態(tài))rHm=[yfHm(Y)+zfHm(Z)]

-[cfHm(C)+dfHm(D)]rHm=ifHm(生成物)+ifHm(反應物)計算時,注意系數(shù)和正負號68第六十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

計算時,注意系數(shù)和正負號計算恒壓反應:4NH3(g)+5O2(g)

→4NO(g)+6H2O(g)的rHm例5解：4NH3(g)+5O2→4NO+6H2O(g)fHm/kJ·mol-1-46.11

090.25-241.82rHm=[4fHm(NO,g)+6fHm(H2O,g)]

-[4fHm(NH3,g)+5fHm(O2,g)]={[4(90.25)+6(-241.82)]-[4(-46.11)]}kJ·mol-1=-905.48kJ·mol-169第六十九頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

(rHm)3=2(rHm)2=-22.6kJ·mol-1反應rHm/kJ·mol-1序號2Cu2O(s)+O2(g)

→4CuO(s)-292１CuO(s)+Cu(s)

→Cu2O(s)-11.3２計算fHm(CuO,s)。例6解:(2)式×2=3式2CuO(s)+2Cu(s)→2Cu2O(s)(3)式+(1)式=4式2Cu(s)+O2(g)→2CuO(s)(rHm)4=(rHm)3+(rHm)1=-314.6kJ·mol-1

22(rHm)4-314.6kJ·mol-1fHm(CuO,s)===-157.3kJ·mol-170第七十頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例7.計算聯(lián)氨(N2H4)在空氣中完全燃燒時反應的標準摩爾焓變△rHm（298.15K)。

={0+2×(-285.83)-50.63-0}kJ.mol-1=-622.3kJ.mol-1解：71第七十一頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例8：計算反應Zn(S)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(S)的標準摩爾焓變。解：Zn(S)+Cu2+(aq)＝Zn2+(aq)+Cu(S)△fHm/kJ.mol-1064.77-153.890

＝{(-153.89)+0-0-64.77}kJ.mol-1

＝-218.66kJ.mol-172第七十二頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四注意

1ΔfHmB(298.15K)是熱力學基本數(shù)據(jù)，可查表。單位：kJ.mol-1

2ΔrHm(T)≈ΔrHm(298.15K)；

3C（石）、H2（g）、O2（g）皆為參考態(tài)元素。參考態(tài)元素的標準摩爾生成焓為零。如：ΔfHm(O2,g)=0

4由于ΔfHmB與nB成正比，在進行計算時B的化學計量數(shù)νB不可忽略。73第七十三頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四討論：ΔfHmθ與

ΔrHmθ的區(qū)別與聯(lián)系ΔfHmθΔrHmθΔfHmθΔrHmθ74第七十四頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四

小結：△U=q+w(封閉系統(tǒng))△U=qv

（定容，w′＝0）△H=qp（定壓，w′＝0)

標準摩爾生成焓△fHm

處于標準壓力下的穩(wěn)定單質生成標準壓力下1mol純物質的反應焓叫做物質的標準摩爾生成焓。

反應的標準摩爾焓變△rHm

由標準摩爾生成焓計算反應的標準摩爾焓變公式為75第七十五頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四課堂練習：P43，1、2、P44，

3、P45，8、9作業(yè)：P44，4、5P45，11，13，1576第七十六頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例1：已知298.15K時以下各反應的焓變值：C（石墨）+O2（g）→CO2(g)ΔH1=-393.5kJ.mol-1

H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)ΔH2=-285.83kJ.mol-1C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)ΔH3=-2220.07kJ.mol-1，計算下列反應的焓變。

3C（石墨）+4H2(g)→C3H8(g)；ΔH=？

提示：ΔH=（ΔH1?3）+（ΔH2?

4）+（-ΔH3）

77第七十七頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四(1)C（石墨）+O2（g）→CO2(g)×3

(2)H2(g)+1/2O2(g)→H2O(l)×4

(3)C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)×-1

3C（石墨）+4H2(g)→C3H8(g)；

+ΔH=（ΔH1?3）+（ΔH2?

4）+（-ΔH3）

=（-393.5）×3+(-285.83)×4+[-(-2220.07)]=-103.8kJ.mol-1

78第七十八頁，共八十八頁，編輯于2023年，星期四例2：已知恒壓反應：2Al(s)+Fe2O3(s)→Al2O3(s)+2Fe(s)，求此反應的標準反應熱（即標準焓變），并判斷此反應是吸熱還是放熱反應。解：2Al(s)+Fe2O3(s)→Al2O3(s)+2Fe(s)ΔHθf0-824.3-16750/（kJ.mol-1）ΔHθ298.15=[ΔHθf