第二章-1化學(xué)反應(yīng)熱

1第一章化學(xué)熱力學(xué)2許多反應(yīng)我們可以看得到，4Fe+3O2=2Fe2O3Pb(NO3)2+2KI

=PbI2+2KNO3Mg+CO2=MgO+CO如：3有的反應(yīng)難以看得到：

Pb2++EDTA=Pb-EDTA有的反應(yīng)式可以寫出來，卻不知到能否Al2O3+3CO=2Al+3CO2

這就需要了解化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律。

熱力學(xué)——研究化學(xué)變化和相變化過發(fā)生？其中最重要的是化學(xué)熱力學(xué)。程中能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)。4

第一章化學(xué)熱力學(xué)

本章內(nèi)容：

1.1基本概念；1.2熱力學(xué)第一定律；1.3化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1.4化學(xué)反應(yīng)方向1.5化學(xué)平衡教學(xué)目的：1.掌握系統(tǒng)、環(huán)境、內(nèi)能、功、熱、狀態(tài)、狀態(tài)函數(shù)、熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)、恒容反應(yīng)熱、恒壓反應(yīng)熱、標(biāo)準(zhǔn)生成焓等基本概念；2.熟悉熱力學(xué)第一定律；3.掌握化學(xué)反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)焓變的計(jì)算方法。5

1.1.1系統(tǒng)（體系）和環(huán)境（外界）系統(tǒng):

為了明確研究對象，人為地將一部分物質(zhì)與其余物質(zhì)分開，被劃定的研究對象稱為系統(tǒng)；環(huán)境:

系統(tǒng)之外，與系統(tǒng)密切相關(guān)，影響所能及的部分稱為環(huán)境（大學(xué)物理學(xué)中多稱外界，但在化學(xué)書中多稱環(huán)境）。1.1幾個基本概念6

按照系統(tǒng)和環(huán)境之間物質(zhì)和能量的交換情況，通常可將系統(tǒng)分為以下三類:

環(huán)境系統(tǒng)物質(zhì)交換能量交換封閉系統(tǒng)敞開系統(tǒng)孤立系統(tǒng)系統(tǒng)的分類7封閉系統(tǒng)三種熱力學(xué)系統(tǒng)：孤立系統(tǒng)敞開系統(tǒng)8

思考：若將化學(xué)反應(yīng)（包括作用物和產(chǎn)物）作為研究對象，應(yīng)該屬于什么系統(tǒng)？

注意:在研究化學(xué)反應(yīng)時，不加特殊說明，都是按封閉體系處理。9系統(tǒng)中任何物理和化學(xué)性質(zhì)完全相相與相之間有明確的界面。相：例如：H2OCCl4同的部分。水冰汽油-水界面亦如此。粉末顆粒間亦有界面。10氣態(tài)：只有一個相，單相體系；液態(tài)：純液體單相；兩種或兩種以上的液態(tài)組分，看其是否互溶，互溶為一相，不互溶的為不同的相。固態(tài)物質(zhì)：有幾種純固態(tài)，便有幾個相。11辨明：·

相和態(tài)是兩個不同的概念，態(tài)是指物質(zhì)的聚集狀態(tài)，如上述由乙醚和水所構(gòu)成的系統(tǒng)，只有一個狀態(tài)——液態(tài)，卻包含有兩個相。12H2H2SCO2粉筆灰石灰冰水--------------------------------------------------冰水--------------------水蒸氣油水

糖冰飽和糖水-------------------------水蒸氣例：13狀態(tài):

系統(tǒng)的狀態(tài)：就是系統(tǒng)宏觀性質(zhì)（例如壓力、溫度、體積、能量、密度、組成等）的綜合表現(xiàn)?；蛘哒f系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)的總合確定了系統(tǒng)的狀態(tài)

當(dāng)這些性質(zhì)有確定值時，體系就處于一定的狀態(tài);當(dāng)體系的某一個性質(zhì)發(fā)生變化時，體系的狀態(tài)也隨之改變。1.1.2狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)

14狀態(tài)函數(shù):

用來描述系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的物理量(如溫度、壓力、體積、內(nèi)能、焓等）稱為狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)的變化值只決定于系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)，與變化的途徑無關(guān)。15

體系狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)分為兩類：

1容量性質(zhì)數(shù)值大小與體系中物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)，具有加和性。如體積質(zhì)量、焓、熵等。2強(qiáng)度性質(zhì)數(shù)值大小不隨體系中物質(zhì)數(shù)量的變化而變化，它僅取決于體系自身的性質(zhì)，如溫度、濃度。16狀態(tài)函數(shù)的特征：

（1）狀態(tài)

狀態(tài)函數(shù)值(2)

在系統(tǒng)狀態(tài)變化時，狀態(tài)函數(shù)的改變量只與系統(tǒng)的始、末態(tài)有關(guān)而與過程無關(guān)。途徑1途徑2即：

X

=X2-X117過程與途徑

體系的狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱為過程。而完成這個過程的具體步驟稱為途徑。定溫過程：始態(tài)、終態(tài)溫度相等，并且過程中始終保持這個溫度。T1=T2定壓過程：始態(tài)、終態(tài)壓力相等，并且過程中始終保持這個壓力。p1=p2定容過程：始態(tài)、終態(tài)容積相等，并且過程中始終保持這個容積。V1=V218熱和功熱和功是體系狀態(tài)變化時與環(huán)境進(jìn)行能量傳遞的兩種形式。

熱是系統(tǒng)與環(huán)境因溫度不同而傳遞的能量。

符號：Q

，系統(tǒng)放熱：Q<0系統(tǒng)吸熱：Q>0

；Q

不是狀態(tài)函數(shù)；單位：J或kJ；19*功系統(tǒng)與環(huán)境交換能量的另一種形式—功★功分為：體積功

W

(W=-PΔV)；

非體積功

W′。

★單位：J或kJ。

★

W

不是狀態(tài)函數(shù)；★系統(tǒng)對環(huán)境作功:W

<0；★環(huán)境對系統(tǒng)作功:W>0。20總結(jié)：熱和功都是體系與環(huán)境間被傳遞的能量，只有在體系發(fā)生變化時才表現(xiàn)出來。在給定體系的始態(tài)和終態(tài)時，熱和功的數(shù)值與體系改變所經(jīng)過的途徑有關(guān)。所以熱和功不是狀態(tài)函數(shù)；能量的單位：焦J，千焦KJ21練習(xí)：1．判斷以下說法的正確與否：(1)熱和功的區(qū)別在于熱是一種傳遞中的能量，而功不是。

(2)物體的溫度越低，表明物體所含的熱量越少。

(3)體系的狀態(tài)不變，其狀態(tài)函數(shù)也不變，但體系的狀態(tài)函數(shù)改變，體系的狀態(tài)不一定隨之改變。

(4)體積和溫度均是體系狀態(tài)函數(shù)，都具有容量性質(zhì)。

(5)功和熱都是能量的傳遞形式，所以都是體系的狀態(tài)函數(shù)。22

化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒定律“在化學(xué)反應(yīng)中，質(zhì)量既不能創(chuàng)造，也不能毀滅。只能由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。”通常用化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程表示這種關(guān)系。通式：

B稱化學(xué)計(jì)量數(shù)。0=

B

BB23以合成氨反應(yīng)為例：N2+3H22NH3可寫為：0=-N2-3H2+2NH3即：

N2+3H2==

2NH3對于一般的反應(yīng)：

aA+bB==gG+dD

其化學(xué)反應(yīng)計(jì)量方程為：0=

B

BB

其中

B的符號：

反應(yīng)物為負(fù)；

生成物為正24化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度—物質(zhì)B的化學(xué)計(jì)量數(shù)化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式：νA=–a，νB=–b，νY=y，νZ=z

。反應(yīng)進(jìn)度：單位是mol25t0時nB/mol

3.010.000

t1時nB/mol

2.07.02.0

t2時nB/mol

1.55.53.0

26反應(yīng)進(jìn)度必須對應(yīng)具體的反應(yīng)方程式。2.07.02.0(mol)3.010.00(mol)27

由反應(yīng)進(jìn)度的定義可以看出以下幾點(diǎn)：（1）對于指定的化學(xué)反應(yīng)方程式，νB是定值，ξ隨B物質(zhì)的量的變化而變化，所以用反應(yīng)進(jìn)度（ξ）可以度量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度。（2）由于νB的量綱為1，的單位為mol，所以的單位應(yīng)是mol。（3）對于同一反應(yīng)方程，可以寫出

無論以那一參與反應(yīng)物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)都是一樣的。（4）對于指定的化學(xué)反應(yīng)方程式，當(dāng)?shù)臄?shù)值等于νB時，則ξ=1mol。這就是我們前面提到的1mol反應(yīng)。它表示各物質(zhì)按化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行了完全反應(yīng)。如對于反應(yīng)2N2H4（l）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）

28能量守恒定律:在任何過程中（當(dāng)然也包括化學(xué)反應(yīng)）能量不會自生自滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，在轉(zhuǎn)化過程中能量的總值不變，這就是能量守恒定律。

熱力學(xué)第一定律29熱力學(xué)第一定律：將能量守恒定律應(yīng)用于熱力學(xué)就是熱力學(xué)第一定律。在化學(xué)熱力學(xué)中，研究的是宏觀靜止系統(tǒng)，不考慮系統(tǒng)整體運(yùn)動的動能和系統(tǒng)在外力場（如電磁場、離心力場等）中的位能，只著眼于系統(tǒng)的熱力學(xué)能（內(nèi)能）。30*熱力學(xué)能即內(nèi)能—系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和。符號：U

，其值與n

成正比。無絕對數(shù)值；U

是狀態(tài)函數(shù)；單位：J或kJ

。

熱力學(xué)能平動能轉(zhuǎn)動能分子間勢能電子運(yùn)動能核內(nèi)基本粒子間核能振動能原子間鍵能31變到狀態(tài)2,熱力學(xué)能U2Q>0W<0ΔU=Q+W熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式從環(huán)境吸收熱Q，一封閉系統(tǒng)，熱力學(xué)能U1，對環(huán)境做功W，則有：32典型例題：例．將5g液態(tài)乙醇在常壓下加熱，使其完全蒸發(fā)后，測得其體積為3.03L，蒸發(fā)中乙醇共吸收熱量4.268KJ，求乙醇由液態(tài)到氣態(tài)時內(nèi)能的變化。

[解答]乙醇由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時吸收能量，體積發(fā)生改變，對外做膨脹功：

W=-PΔV＝-P(V2-V1)=PV2=-1x3.03＝3.03(atm.L)＝-3.03×0.1013＝-0.307(KJ)式中V2為乙醇蒸氣的體積；Vl為乙醇液體的體積；Vl與V2相比較忽賂不計(jì)。所以ΔU=Q+W＝4.268-0.307＝3.96(KJ)

計(jì)算表明：此時5g乙醇蒸氣的內(nèi)能較其液態(tài)時增加了3.96KJ。33化學(xué)知識小百科古羅馬的一支龐大艙隊(duì)出海遠(yuǎn)征，船隊(duì)駛近西亞沿海，突然一艘最大的給養(yǎng)船上冒出了滾滾濃煙。遠(yuǎn)征的戰(zhàn)船隊(duì)只好收帆轉(zhuǎn)舵，返航。事后調(diào)查無人放火。1981年6月9日，一艘巴拿馬貨輪‘塞尼克斯·艾斯”號駛進(jìn)印度東海的一個港口。當(dāng)打開開船艙時，從艙內(nèi)沖出一股灼人的熱浪：裝載的半成品多孔鐵粒(作為煉鋼用)正在燃燒。留在船艙內(nèi)的500噸鐵粒繼續(xù)燃燒了近一個月，很難制止這種自燃現(xiàn)象。

我國也有類似的事件發(fā)生。有一列貨車行駛時，列車中部一車廂白糖突然起火，損失2萬多元。經(jīng)調(diào)查才知道．是白糖自己燃燒起來的。奇怪的自燃和爆炸

有些東西像面粉、糧食、淀粉、糖、煤、棉花、純鐵顆粒等，在倉庫儲藏或在火車、輪船運(yùn)輸過程中，有時會突然燃燒起來，甚至發(fā)生大爆炸。34

這些奇怪的燃燒和爆炸是怎么回事呢?羅馬給養(yǎng)船的這樁歷史奇案，還是后代的科學(xué)家研究找出了起火的原因。原來，給養(yǎng)船底艙里堆著嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí)的草，密不通風(fēng)．草發(fā)生氧化，放出熱來。熱散不出去，溫度越來越高．終于達(dá)到草的燃點(diǎn)，于是草就自發(fā)地著火，這種現(xiàn)象叫自燃。梅茨的糧食倉庫爆炸，據(jù)調(diào)查，“兇手”是倉庫里的糧食粉塵。危險分子粉塵化學(xué)知識小百科35

燃燒要有兩個條件：一是溫度要達(dá)到這種物質(zhì)的燃點(diǎn)二是外界要有充分的空氣供應(yīng)。成堆的糧食、成包的面粉、整塊的煤塊，它們只有最外的一層和空氣接觸，從整個物體來說，同空氣的接觸是比較小的．不容易燃燒。然而糧食和面粉的粉塵卻大不相同，它們體積很小，而且每一粒粉塵的表面都同空氣充分接觸。當(dāng)粉塵在空氣中形成懸浮狀態(tài)，達(dá)到一定含量時，任何一個微小的火種也會將它點(diǎn)著，并使室內(nèi)(有限空間)空氣的溫度由窒溫一下于升到幾百度以上。這時候，空氣便會急劇地膨脹起來，引起劇烈的爆炸。不同的粉塵在空氣中引起爆炸的最低密度是不同的。淀粉和硫磺的微塵，在每升空氣中的含量只要超過7毫克．遇火就會爆炸；面粉、糖粉爆炸極限為每升l0毫克；煤粉爆炸極限為每升17毫克。燃燒的條件化學(xué)知識小百科36化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)與環(huán)境進(jìn)行能量交換的主要形式是熱。

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反應(yīng)熱。

根據(jù)反應(yīng)條件的不同，反應(yīng)熱又可分為：37

V2

=V1

△V=0

∵

△U=Q

+W

∴

△U=Q

-P△V=QV定容過程反應(yīng)熱QV1式中Qv就是等容反應(yīng)熱，左下腳標(biāo)字母v表示等容過程。式（1.2）表明，等容反應(yīng)熱全部用于改變系統(tǒng)的內(nèi)能。38定壓過程反應(yīng)熱QP

2

由于P2

=P1

=P

∵△U=Q-P△V

∴

QP

=△U+P△V

在等壓，不作有用功的條件下，

39上式可化為：

QP=（U2-U1）+P（V2-V1）即：QP=（U2+P2V2）-（U1+P1V1）焓3此時，令：

H=U+PV

稱：焓則：QP

=H2-H1=ΔH

40H是狀態(tài)函數(shù)U、P、V的組合，所以焓H也是狀態(tài)函數(shù)。式（1.4）中ΔH是焓的改變量，稱為焓變。

今后我們提到化學(xué)反應(yīng)熱，不加特殊說明都指等壓反應(yīng)熱。41根據(jù)

Q符號的規(guī)定，有：ΔH<0QP<0

定壓反應(yīng)系統(tǒng)放熱;ΔH>0QP>0

定壓反應(yīng)系統(tǒng)吸熱。H

是狀態(tài)函數(shù)；無絕對數(shù)值；其值與n

成正比。單位：J或

kJ

。42

由于等壓反應(yīng)熱ΔH

與途徑無關(guān)，所以我們可以用易測的反應(yīng)熱來求算難測的反應(yīng)熱。例1.1在等溫T、壓力p及非體積功W有＝０的條件下，要實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)C+1/2O2=CO的反應(yīng)熱是很困難的。因?yàn)闊o法保證只生成CO，而沒有CO2生成。但我們可以設(shè)計(jì)如下反應(yīng)，如下圖所式：43ΔrHm.3始態(tài)C（s）+O2（g）終態(tài)CO2（g）CO（g）+1/2O2（g）ΔrHm.1ΔrHm.2因?yàn)棣與途徑無關(guān)，故有：

ΔrHm1＝ΔrHm2+ΔrHm3

式中的下腳標(biāo)r表示是化學(xué)反應(yīng)，m表示是1mol反應(yīng)（1mol反應(yīng)簡單理解為按所給的反應(yīng)方程式進(jìn)行的反應(yīng)）。44

在100kPa和298K下，已經(jīng)測得反應(yīng)（1）和反應(yīng)（3）的等壓反應(yīng)熱（這應(yīng)是可以做到的）分別是（1）C（s）+O2（g）→CO2（g）ΔrHm1=-393.5kJ·mol-1

（3）CO（g）+O2（g）→CO2（g）ΔrHm3=-283.0kJ·mol-1

所以反應(yīng)（2）C（s）+O2（g）→CO（g）的ΔrHm，2＝ΔrHm，1-ΔrHm，3＝-393.5kJ·mol-1-（-283.0kJ·mol-1）＝-110.5kJ·mol-1。45

化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（在恒壓或恒容條件下）只與物質(zhì)的始態(tài)或終態(tài)有關(guān)而與變化的途徑無關(guān)。蓋斯定律146將上式寫成通式：根據(jù)蓋斯定律，若化學(xué)反應(yīng)可以加和，則其反應(yīng)熱也可以加和?！鱮H=∑i△rHi利用蓋斯定律:可由分步反應(yīng)的ΔrHmi，求總反應(yīng)的ΔrHm；也可以從已知的n-1反應(yīng)（n是總反應(yīng)和所有分步反應(yīng)數(shù)的總和），求另一個未知反應(yīng)的ΔrHm。47

例1.2試求以下反應(yīng)（1）CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）在298K，100Kpa條件下的反應(yīng)熱是多少（該反應(yīng)是工業(yè)制氫的重要反應(yīng)）？已知下列反應(yīng)在298K，100KPa時的ΔrH為（2）C（石墨）+O2（g）=CO（g）ΔrH=-110.5kJ·mol-1（3）H2（g）+O2（g）=H2O（g）ΔrH=-242kJ·mol-1（4）C（石墨）+O2（g）=CO2（g）ΔrH=-393.5kJ·mol-1

48解：從分析四個反應(yīng)可知，（4）-（2）－（3）=（1）代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得反應(yīng)（1）的ΔrHm=-41kJ·mol-1。

在進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算時，要說明反應(yīng)溫度、壓力以及物質(zhì)的聚集狀態(tài)等。這是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化受許多條件的影響（如溫度、壓力、聚集態(tài)、濃度等），因此為了比較方便，國際上規(guī)定了物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)條件。49熱力學(xué)關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的規(guī)定（1）氣體物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是在標(biāo)準(zhǔn)壓力(p

=100.00kPa)時的(假想的)理想氣體狀態(tài);（2）溶液中溶質(zhì)B的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是:在標(biāo)準(zhǔn)壓力p

時的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量摩爾濃度b

=1.0mol.kg-1,

并表現(xiàn)為無限稀薄溶液時溶質(zhì)B(假想)的狀態(tài);（3）液體或固體的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是:在標(biāo)準(zhǔn)壓力p

時的純液體或純固體。50注意：

標(biāo)準(zhǔn)態(tài)只規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)壓力而沒有限定溫度。因此，在不同溫度下就有不同的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。但是通常從手冊或?qū)Ｖ榈降挠嘘P(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)一般都是298.15K時的數(shù)據(jù)。51在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時，化學(xué)反應(yīng)熱（嚴(yán)格講應(yīng)是恒壓反應(yīng)熱）用ΔrHΘm表示。下標(biāo)“r”表示反應(yīng)，“Θ

”表示標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，“m”表示進(jìn)行1mol反應(yīng)。本書所用的數(shù)據(jù)如不加以說明，一般都是T＝298K時的數(shù)據(jù)，此時溫度就不標(biāo)明了。標(biāo)態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)熱（即反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變）既可通過實(shí)驗(yàn)測得，也可以利用單質(zhì)和化合物的標(biāo)準(zhǔn)（摩爾）生成焓來計(jì)算。52因?yàn)镼P=ΔH,所以恒溫恒壓條件下的反應(yīng)熱可表示為反應(yīng)的焓變:ΔrH(T);

反應(yīng)系統(tǒng)為1mol反應(yīng)時,反應(yīng)熱稱為反應(yīng)的摩爾焓變:ΔrHm(T)；

在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的摩爾焓變稱反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變:ΔrHm(T)

標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變253標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：就是在一定溫度、標(biāo)態(tài)下，由最穩(wěn)定單質(zhì)（這里人為地規(guī)定最穩(wěn)定單質(zhì)的ΔfHmΘ=0）生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時反應(yīng)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)（摩爾）生成焓，以符號ΔfHmΘ表示。常用單位是kJ·mol-1。54⑶標(biāo)準(zhǔn)生成焓的意義及應(yīng)用①根據(jù)△fHmθ的代數(shù)值，可以比較同類型物質(zhì)的穩(wěn)定性，△fHmθ越小，物質(zhì)越穩(wěn)定。②化合物的標(biāo)準(zhǔn)生成焓并不是化合物的絕對值，它是相對于合成它的參考態(tài)單質(zhì)的相對值。②

生成1mol該物質(zhì)③

區(qū)別△rHmθ和△fHmθ：前者針對一個化學(xué)反應(yīng)而言，而后者是由一個反應(yīng)焓變得出一物質(zhì)的性質(zhì)。兩者有本質(zhì)的不同。55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(yīng)是生成反應(yīng)。所以此反應(yīng)的焓變即是CO2（g）的生成焓：例如:C(石)+O2(g)→CO2(g)ΔrHm(T)

ΔrHm(T)=ΔfHm

(CO2,g,T)

56

同素異構(gòu)體:對于某種單質(zhì)有幾種不同的同素異構(gòu)體，當(dāng)它本身結(jié)構(gòu)改變時，也會產(chǎn)生熱效應(yīng)。例如在標(biāo)準(zhǔn)條件下石墨和金剛石，石墨是最穩(wěn)定單質(zhì)。當(dāng)石墨轉(zhuǎn)化為1mol金剛石時需要吸收1.91kJ的熱量，即C（石墨）→C（金剛石）ΔfHmΘ（金剛石）=1.91kJ·mol-1最穩(wěn)定單質(zhì)石墨的ΔfHmΘ=057以乙炔的完全燃燒反應(yīng)為例:C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的計(jì)算 4ΔrHm

(T)=ΣBνBΔfHmB

(T)

58

如：ΔfHm

(O2,g)=0

注意

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

ΔfHmB1ΔrHm

(T)≈ΔrHm(298.15K)；

2

C（石）、H2（g）、O2（g）皆為參考態(tài)元素。參考態(tài)單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零。3由于ΔfHmB與nB成正比，

在進(jìn)行計(jì)算時B的化學(xué)計(jì)量數(shù)νB

不可忽略。459例題：計(jì)算乙炔完全反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）解：ΔfHmB（T）

226.730

－393.51－285.83ΔrHm

(T)=ΣBνBΔfHmB

(T)

根據(jù):ΔrHm

(T)

={2×(-393.51)+(-285.83)kJ·mol-1

+(-226.73）kJ·mol-1=-1299.58kJ·mol-160

由于煤中含有S，因此在燒煤時會產(chǎn)生SO2，或SO3，而造成環(huán)境污染（形成酸雨），治理硫氧化物污染可利用以下反應(yīng)。

例1.4試計(jì)算反應(yīng)

SO3（g）+CaO（s）＝CaSO4（s）的標(biāo)準(zhǔn)焓變

ΔfHΘm/kJ·mol-1-395.7–635.1-1434.1則有ΔrHΘm=（-1434.1+395.7+635.1）kJ·mol-1=-403.3kJ·mol-1

例1．5試計(jì)算反應(yīng)2NO（g）＝N2（g）+O2（g）的標(biāo)準(zhǔn)焓變ΔfHΘm/kJ·mol-1180.500則有ΔrHΘm=-180.5kJ·mol-1

61請課下計(jì)算該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)熱62下面請同學(xué)們通過計(jì)算說明，氧－乙炔焰可以用于金屬焊接和切割？通過上述計(jì)算可知，反應(yīng)C2H2(g)+