1、12-8 2-8 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓的計算1. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓基礎(chǔ)熱數(shù)據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓和標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 在溫度為T 的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，由穩(wěn)定相態(tài)的單質(zhì)生成1mol的相態(tài)的化合物B()，該生成反應(yīng)的焓變即為該化合物B()在溫度T 時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 單位: （1）定義mHfstandard molar enthalpy of formation（，T）1molkJ2自身自身0fmfmH穩(wěn)定單質(zhì)：O2, N2, H2(g)，Br2(l) C(石墨)，S(正交) (s)2 2C OgC Og（ ）2 2H SOlH SOl4（ ）在298.15 K的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓對應(yīng)如下反應(yīng)的焓變：在298.

2、15 K的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓對應(yīng)如下反應(yīng)的焓變：)()()(2,15.2982gCOgOCK標(biāo)準(zhǔn)態(tài)石墨)()(2)()(42,15.29822lSOHgOSgHK標(biāo)準(zhǔn)態(tài)正交3沒有規(guī)定溫度，一般298.15 K時的數(shù)據(jù)有表可查。生成焓僅是個相對值，相對于穩(wěn)定單質(zhì)的焓值等于零。寫化學(xué)反應(yīng)計量式時，要注明物質(zhì)的相態(tài)H2 +1/2O2 H2O(l)H2 +1/2O2 H2O(g)4(2).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：aA + bBT, pgG + hHT, p穩(wěn)定單質(zhì)T, p1H2HmrH512HHHmr)()(,BmfAmfHmfGmfHbHaHhHg)(HHfBrBmm 為計量方程中的系

3、數(shù)，對反應(yīng)物取負值，生成物取正值。B62. 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓在溫度為T 的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下，1mol的相態(tài)的物質(zhì)B()與氧進行完全氧化反應(yīng)時 ，該反應(yīng)的焓變即為該物質(zhì)B()在溫度T 時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 單位: （1）定義mcH（，T）Standard molar enthalpy of combustion1molkJ7“完全氧化”是指在沒有催化劑作用下的自然燃燒含C元素：完全氧化產(chǎn)物為 ， 而不是含H元素：完全氧化產(chǎn)物為 ，而不是含S元素：完全氧化產(chǎn)物為 ，而不是含N元素：完全氧化產(chǎn)物為 含Cl元素:完全氧化產(chǎn)物為2 2C OgC Og（ ）C OgC Og（ ）2 2H OH O （l

4、）2 2H OH O （g）2 2SOSO（g）3 3SOSO（g）2 2N N（g）完全氧化物的 0mHc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。298.15 K時的燃燒焓值有表可查。HCl(aq)8O(l)3H(g)2CO(g)3OOH(l)HC22252 (g)N21O(l)H25(g)5CO(g)O425N(l)HC222255 規(guī)定產(chǎn)物不一定是物質(zhì)燃燒所實際生成的產(chǎn)物l)N,H(C55mHcmHr只有可燃性物質(zhì)才有燃燒焓l)OH,H(C52mHcmHr9(2).利用各物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓求化學(xué)反應(yīng)焓變：aA + bBT, pgG + hHT, p穩(wěn)定產(chǎn)物T, p1H2H

5、mrH1021HHHmr)()(,HmcGmcBmcAmcHhHgHbHa)(HHcBrBmm標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓數(shù)值較大，容易測定，準(zhǔn)確度高， 可以用作基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù)。11 mrHmcH (CO,g) (石墨,s)mfH C(石墨) + O2(g) = CO(g)2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)mcH (CO2) (CO,g)mfH mrHH2(g) + 0.5O2(g) = H2O (g)mcH (H2O,g) (H2,g)mfH mrHmfHmcH(H2O,l) mrHCO + O2(g) = CO2(g)(H2,g)12(3)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓與標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒反應(yīng)焓間的相互關(guān)系：

6、BOmcBOmr3256OmfBOmfB),B()(),HCHC(),B(THvTHTHTHv rHm= fHm(C6H5C2H3) 8C (石墨) + H2(g)C6H5 C2H3(g)8CO2 (g)+ 4H2O(l)cHm(石墨) cHm(H2,g) cHm(C6H5C2H3,g)rHmfHmcHm說明： fHm： 指生成 1 mol 產(chǎn)物 cHm ：燃燒 1 mol 反應(yīng)物 rHm ：按計量式進行的反應(yīng)13C(石墨) + O2 (g)CO2 (g) 與 H2(g) + 1/2O2 (g)H2O (l) 兩反應(yīng)的 fHm與 cHm有何特點？ fHm(CO2,g) = cHm (石墨,s)

7、 fHm(H2O,l) = cHm (H2,g)14例2.8.1： 已知25 時：求液態(tài)乙醇在25 時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。 152mcmolkJ.81366) l ,OHHC(HlOH,HC52mfH12mf12mfmolkJ.83285lO,HmolkJ.51393g,COHH15 1152mc2mf2mf52mfmolkJ.71277molkJ.81366.832853.513932lOH,HClO,H3g,CO2lOH,HCHHHH乙醇的燃燒反應(yīng)為：O(l)3H(g)2CO(g)3OOH(l)HC22252 lOH,HClO,H3g,CO252mf2mf2mfHHH BmfBr52mcBl

8、OH,HCHHHm163. 隨溫度的變化隨溫度的變化 -基希霍夫基?；舴?Kirchhoff)公式公式 r rm mHT 298.15K, 下的下的 可直接由手冊查出可直接由手冊查出 計算計算pmHrmHfmHc但其它溫度的但其它溫度的 如何計算？如何計算？mHr17已知： 待求： )(1THmraA()+bB()T2,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)gG()+hH()T2,標(biāo)準(zhǔn)態(tài))(2THmr1H2H)(2THmr)(1THmraA()+bB()T1,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)gG()+hH()T1,標(biāo)準(zhǔn)態(tài)182112HHTHTHmrmr)()(dTHhCGgCdTBbCAaCTHmpTTmpmpTTmpmr)()()()()(,211

9、21dTBbCAaCHhCggCTHmpmpmpTTmpmr)()()()()(,211dTCTHTTmprmr211,)(19dTCTHTHTTmprmrmr2112,)()(mprmrCdTTHd,)(其中，),(,BCCmpBmpr基希霍夫定律基?；舴蚨勺ⅲ篢1T2間不能有相變問題：若反應(yīng)焓不隨T變化，表明？對于理想氣體、液態(tài)、固體：壓力 p 的影響可忽略，只考慮溫度 T 的影響；20)g(H4)g(CO)g(OH2)g(CH2224 例2.8.1：求1000K下，下列反應(yīng)的mHr已知各物質(zhì)在298.15K下的熱力學(xué)數(shù)據(jù)：mHf-74.81 -241.82 -393.51 0 mp,C

10、 35.31 33.58 37.10 28.82 /kJmol-1/Jmol-1K-1CH4(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)21).(TC).()(mp,r1529815298mrmrKTHHT =1000K)15.298,()15.298(BmfBmrKBKHHBm,p,mp,CCBr ),(C),(C),(C),(Cmp,mp,mp,mp,gOHgCHgHgCO242224 = 49.91Jmol-1K-1g,CHgO,H2g,CO4mf2mf2mfHHH = 164.94kJmol-1 = 199.97kJmol-1)g(H4)g(CO)g(OH2)g(CH2224 22例

11、2.8.2：求1000K下，下列反應(yīng)的已知298.15K，下列熱力學(xué)數(shù)據(jù)：-74.81 -285.83 -393.51 0 mp,C35.31 33.58 37.10 28.82 /kJmol-1/Jmol-1K-1已知298.15K時，水的摩爾蒸發(fā)焓為44.01kJmol-1若在溫度區(qū)間 T1 到T2 范圍內(nèi)，反應(yīng)物或產(chǎn)物有相變化CH4(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)CH4(g) H2O(l) CO2(g) H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g)mHrmHf23T1 =1000K(g)H4(g)COO(g)H2(g)CH2224 )(g)

12、O,(H2g),(CH122m,4m,1TT ppCCH 3H)15.298,()15.298(BmfBmrKBKHH)(g),(H4g),(CO212m,2m,4TT ppCCH.)1000(4321mrHHHHHK方法一設(shè)計過程)(2mvapmlgHHH 22O(l)H2(g)CH24 T2=298.15K3H (g)H4(g)CO22 T2=298.15K1H O(g)H2(g)CH24 狀變4H 狀變2H 相變可逆24例：求1000K下，下列反應(yīng)的-74.81 -285.83 -393.51 0 mp,C35.31 33.58 37.10 28.82 /kJmol-1/Jmol-1K-

13、1已知298.15K時，水的摩爾蒸發(fā)焓為44.01kJmol-1方法二CH4(g) H2O(g) CO2(g) H2(g)298.15K CH4(g) H2O(l) CO2(g) H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g)mfHmrH25mvapffHHHl)O,(Hg)O,(H2m2mO(g)HO(l)H22 = -241.82kJmol-1K-1方法二298.15K：mvap2mf2mfl)O,(Hg)O,(HHHH264. 非恒溫反應(yīng)過程熱的計算舉例非恒溫反應(yīng)過程熱的計算舉例1) 燃燒反應(yīng)的最高火焰溫度燃燒反應(yīng)的最高火焰溫度狀態(tài)函數(shù)法：設(shè)計包含298.

14、15 K、標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下的反應(yīng)途徑以非恒溫反應(yīng)絕熱反應(yīng)為例予以介紹: 2) 爆炸反應(yīng)的最高溫度、最高壓力爆炸反應(yīng)的最高溫度、最高壓力 （恒壓、絕熱）（恒容、絕熱）0 HQp0 UQV27 燃燒反應(yīng)的最高火焰溫度絕熱、恒 p 反應(yīng)：a + bT1=298K，pcT2 = ? , p絕熱、恒 prHp=Qp=0cT1=298K，pH1H2rH p= H1 + H2 =02K298m,2mr1d)c(TpTnCHHHT228 爆炸反應(yīng)的最高溫度絕熱、恒 V 反應(yīng)：a + bT1=298K，VcT2 = ? , V絕熱、恒 VrUV =QV = 0U1cT1=298K，VU2rUV = U1 + U2 =0

15、2298m,2d)c(TKVTnCUU1=H1 (pV)1 H1= rHm (方法同上)T229例 2.8.3: 甲烷與過量100%的空氣混合，于始態(tài)25C、101.325 kPa條件下燃燒，求燃燒產(chǎn)物能達到的最高溫度。假設(shè)空氣中僅有O2(g)、 N2(g) ，且兩者物質(zhì)的量之比為21/79，所需熱容及燃燒焓數(shù)據(jù)見附錄。解：甲烷于空氣中燃燒反應(yīng)為以1 mol甲烷作計算基準(zhǔn)，過程始態(tài)各物質(zhì)的量見框圖整個過程： )(2)()(2)(2224gOHgCOgOgCH0 HQp30始態(tài)末態(tài)4222CH :1 mol O :2 mol O :2 mol N :15.05 mol反應(yīng)過量11298.15 K

16、 101.325 kPaTp0pQH 2222CO :1 mol H O:2 mol O :2 mol N :15.05 mol反應(yīng)過量22 101.325 kPaTp？1H2H4222CH :1 mol O :2 mol O :2 mol N :15.05 mol反應(yīng)過量2222CO :1 mol H O:2 mol O :2 mol N :15.05 mol反應(yīng)過量狀變狀變kPapKT10015.2981kPapKT10015.2981)15.2198(mrKH31代入求解得： 21497 KT 2 21 11 18 81 1 C Ct t= =015298m21rHH).(HHK),(H

17、),(H),(H),(H).(HffffrgOgCHgOHgCOK2m4m2m2mm2215298134.802molkJ01HdT)(C.),(C),(C)(C)(HHmp,mp,mp,.mp,r222221529810515222NgOgOHCOTTKm32(2).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：aA + bBT, pgG + hHT, p穩(wěn)定單質(zhì)T, p1H2HmrH33 1152mc2mf2mf52mfmolkJ.71277molkJ.81366.832853.513932lOH,HClO,H3g,CO2lOH,HCHHHH乙醇的燃燒反應(yīng)為：O(l)3H(g)2CO(g)3O

18、OH(l)HC22252 lOH,HClO,H3g,CO252mf2mf2mfHHH BmfBr52mcBlOH,HCHHHm342112HHTHTHmrmr)()(dTHhCGgCdTBbCAaCTHmpTTmpmpTTmpmr)()()()()(,21121dTBbCAaCHhCggCTHmpmpmpTTmpmr)()()()()(,211dTCTHTTmprmr211,)(35).(TC).()(mp,r1529815298mrmrKTHHT =1000K)15.298,()15.298(BmfBmrKBKHHBm,p,mp,CCBr ),(C),(C),(C),(Cmp,mp,mp,mp,gOHgCHgHgCO242224 = 49.91Jmol-1K-1g,CHgO,H2g,CO4mf2mf2mfHHH = 164.94kJmol-1 = 199.97kJmol-1)g(H4)g(CO)g(OH2)g(CH2224 364. 非恒溫反應(yīng)過程熱的計算舉例非恒溫反應(yīng)過程熱的計算舉例1) 燃燒反應(yīng)的最高火焰溫度燃燒反應(yīng)的最高火焰溫度狀態(tài)函