第二章化學(xué)反應(yīng)的一般原理2.1基本概念和術(shù)語

2.2熱化學(xué)

2.3化學(xué)反應(yīng)的方向

2.4化學(xué)平衡及其移動

2.5化學(xué)反應(yīng)速率

2.6化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化1貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉學(xué)習(xí)要點1、理解反應(yīng)進度、系統(tǒng)與環(huán)境、狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)的概念；2、掌握熱與功的概念和計算，掌握熱力學(xué)第一定律的概念；3、掌握Qp、U、rHm、rHm、fHm、rSm、rSm、Sm、rGm、rGm、fGm的概念及有關(guān)計算和應(yīng)用；4、掌握標準平衡常數(shù)K的概念及表達式的書寫；掌握rGm與K的關(guān)系及有關(guān)計算；5、了解反應(yīng)速率、基元反應(yīng)、反應(yīng)級數(shù)的概念；理解活化分子、活化能、催倫劑的概念；了解影響反應(yīng)速率的因素及其應(yīng)用。2貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉前言化學(xué)反應(yīng)中常涉及到的兩個問題:(1)化學(xué)反應(yīng)進行的方向、程度以及反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系(2)化學(xué)反應(yīng)進行的快慢即化學(xué)反應(yīng)的速率問題可能性現(xiàn)實性化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動力學(xué)3貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動力學(xué)化學(xué)熱力學(xué)初步化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)反應(yīng)平衡4貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉§2.1基本概念和術(shù)語1.化學(xué)反應(yīng)進度2.系統(tǒng)和環(huán)境3.狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)4.過程與途徑5.熱和功

6.熱力學(xué)能（內(nèi)能）7.熱力學(xué)第一定律5貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

一、化學(xué)反應(yīng)進度0=

B為方程式中反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式（如分子式、離子式）；B為方程式中各物質(zhì)的系數(shù)，稱為物質(zhì)B的化學(xué)計量數(shù)，其量綱為一，反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)為負值，而生成物的化學(xué)計量數(shù)為正值。例反應(yīng)N2+3H2=2NH3化學(xué)計量數(shù)B分別為：(NH3)=2，(N2)=1，(H2)=-31.化學(xué)反應(yīng)計量方程式對任一已配平的化學(xué)反應(yīng)方程式

aA+dD=gG+hH6貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉（2）可以用不同的符號表示：=，、與中學(xué)的化學(xué)方程式區(qū)別：（1）系數(shù)可以不是最簡的整數(shù)例反應(yīng)：N2+3H2=2NH3也可寫1/2N2+3/2H2=NH3

1/3N2+H2=2/3NH3

2N2+6H2=4NH37貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉2.化學(xué)反應(yīng)進度

對于反應(yīng)：aA+dD=gG+dD在反應(yīng)開始時，反應(yīng)體系中的各物質(zhì)的量記為nB(0)，反應(yīng)至t時刻時，反應(yīng)物的量減少，生成物的量增加，各物質(zhì)的量記為nB(t)，則反應(yīng)進度的定義為：化學(xué)反應(yīng)進度([ksai])(Extentofreaction)是表示化學(xué)反應(yīng)進行的程度的一個物理量，單位為mol。

是反應(yīng)進行至t時刻時，各物質(zhì)的量的變化值nB除以反應(yīng)式中各物質(zhì)的計量數(shù)vB，單位：mol8貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉對于反應(yīng)：

aA+dD=gG+hH反應(yīng)進度=1mol的物理意義是amol的反應(yīng)物A與dmol的反應(yīng)物D參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為gmol的產(chǎn)物G和hmol的產(chǎn)物H。當反應(yīng)進行至nB=B時，9貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例對任一化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)為aA+dD=gG+hH若發(fā)生了1mol反應(yīng)進度的反應(yīng)，則=nA/A=nD/D=nG/G=nH/H=1mol

1.反應(yīng)進度可選擇任一反應(yīng)物或生成物來表示，其值均相同，即反應(yīng)進度與物質(zhì)B的選擇無關(guān)。2.反應(yīng)進度與化學(xué)反應(yīng)計量方程式的寫法有關(guān)，必須指明具體的化學(xué)反應(yīng)方程式。注意:10貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例

N2+3H2

2NH3當=1mol時，表示3molH2與1molN2完全反應(yīng)生成2molNH3

1/2N2+3/2H2=NH3當=1mol時，表示1.5molH2與0.5molN2完全反應(yīng)生成1molNH311貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉二、系統(tǒng)和環(huán)境

熱力學(xué)中把人們所研究的對象稱為系統(tǒng)(或體系，System)；而把系統(tǒng)以外與系統(tǒng)密切相關(guān)的其它物質(zhì)和空間稱為環(huán)境（Environment）。系統(tǒng)與環(huán)境之間可以根據(jù)能量與物質(zhì)的交換情況，分為三類：(3)隔離系統(tǒng)（也稱孤立系統(tǒng)），系統(tǒng)與環(huán)境之間既無物質(zhì)交換也無能量交換。(1)敞開系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間有物質(zhì)和能量的交換；(2)封閉系統(tǒng)：系統(tǒng)與環(huán)境之間有能量交換但無物質(zhì)交換；12貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉三、狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù)

由一系列表征系統(tǒng)性質(zhì)的宏觀物理量（如壓力、溫度、密度、體積等）所確定下來的系統(tǒng)的存在形式稱系統(tǒng)的狀態(tài)。藉以確定系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量稱為系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)函數(shù)具有以下性質(zhì)：(1)狀態(tài)一定，狀態(tài)函數(shù)一定；狀態(tài)變則狀態(tài)函數(shù)隨之改變。(2)狀態(tài)函數(shù)變化只與系統(tǒng)的終始態(tài)有關(guān)，而與變化的具體途徑無關(guān)。“狀態(tài)函數(shù)有特征，狀態(tài)一定值一定，殊途同歸變化等，周而復(fù)始變化零”PVnT均為狀態(tài)函數(shù)

13貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例如，水的狀態(tài)一定時，水的溫度是定值，所以，T是一個狀態(tài)函數(shù)。如狀態(tài)1變?yōu)闋顟B(tài)2時，T=308-298=10K狀態(tài)1：T1=298K狀態(tài)2：T2=308KT=273K直接加熱先冷卻再加熱另外，體系的各狀態(tài)函數(shù)間相互制約，如氣體，P，V，n，T之間的內(nèi)在聯(lián)系。14貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉四、過程與途徑

當系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時，狀態(tài)變化的經(jīng)過稱之為過程.熱力學(xué)中常用的三種過程：恒壓過程、恒溫過程和恒容過程。恒溫過程恒容過程恒壓過程T始=T終15貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

系統(tǒng)從始態(tài)到終態(tài)，完成一個變化過程，其中完成變化的具體步驟稱為途徑。狀態(tài)函數(shù)的變化只取決于終始態(tài)而與途徑無關(guān)16貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

熱和功是系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時與環(huán)境之間的兩種能量交換形式，單位均為J或kJ。

五、功和熱

熱

系統(tǒng)與環(huán)境之間因存在溫度差異而發(fā)生的能量交換形式稱為熱，用Q來表示

功

系統(tǒng)懷環(huán)境之間無物質(zhì)交換時，除熱以外的其他各種能量交換形式稱為功，用W來表示17貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉熱力學(xué)中對W和Q的符號的規(guī)定如下：(1)系統(tǒng)向環(huán)境吸熱，Q取正值（Q>0，系統(tǒng)能量升高）系統(tǒng)向環(huán)境放熱，Q取負值（Q<0，系統(tǒng)能量下降）(2)環(huán)境對系統(tǒng)做功，功取正值（W>0，系統(tǒng)能量升高）系統(tǒng)對環(huán)境做功，功取負值（W<0，系統(tǒng)能量降低）熱力學(xué)中把系統(tǒng)反抗外壓而體積變化時所做的功稱為體積功或膨脹功（或無用功），用-pV表示；除體積功以外的其他形式的功統(tǒng)稱非體積功或非膨脹功（或有用功），因此，W=-pV+Wf注意：功和熱是過程量，不是狀態(tài)函數(shù)，不同途徑W和Q可能不同。18貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

六、熱力學(xué)能與熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律，它可以表述如下：自然界一切物質(zhì)都具有能量，能量有多種形式，可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，可以從一種物質(zhì)傳遞到另一物質(zhì)，在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中總能量不變。

系統(tǒng)的能量由三部分組成：（1）系統(tǒng)整體運動的動能；（2）系統(tǒng)在外力場中的勢能；（3）系統(tǒng)的內(nèi)能?！獰崃W(xué)研究內(nèi)容（宏觀靜止、無整體運動的系統(tǒng)，而且無外力場存在）在隔離系統(tǒng)中，能的形式可以轉(zhuǎn)化，但是能量的總值不變。19貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉內(nèi)能是指系統(tǒng)內(nèi)分子運動的動能（轉(zhuǎn)動能、振動能、平動能等）、分子與分子相互作用的位能以及分子中原子、電子運動的能量總和。設(shè)想系統(tǒng)由態(tài)（1）態(tài)（2），根據(jù)能量守恒定律，若在過程中，系統(tǒng)從環(huán)境中吸收熱量Q，同時，環(huán)境對系統(tǒng)做功W，則系統(tǒng)內(nèi)能的變化值為：U=U2-U1=Q+W此式即為熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達式。20貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，可以設(shè)想，要制造一種機器，它既不靠外界供給能量，本身也不減少能量，卻不斷地對外工作是不可能的。人們把這種假想的不需提供能量卻不斷做功的機器稱為“第一類永動機”，因此，熱力學(xué)第一定律也可以表述為“第一類永動機是不可能造成的”。

內(nèi)能是系統(tǒng)內(nèi)部能量的總和，是系統(tǒng)自身的性質(zhì)，只決定于其狀態(tài)，屬狀態(tài)函數(shù)。

在實際化學(xué)過程中，U的絕對值不可能得到！只能得到其變化值。21貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉解：由熱力學(xué)第一定律

U（系統(tǒng)）=Q+W=200kJ+(300kJ)=-100kJU（環(huán)境）=Q+W=(200kJ)+300kJ=100kJ

對環(huán)境而言，環(huán)境放出熱量200kJ，系統(tǒng)對環(huán)境做功300kJ。結(jié)果系統(tǒng)凈減少了100kJ的熱力學(xué)能，而環(huán)境增加了100kJ的熱力學(xué)能，系統(tǒng)與環(huán)境的總和保持能量守恒。即U（系統(tǒng)）+U（環(huán)境）=0例

某系統(tǒng)從始態(tài)變到終態(tài)，從環(huán)境中吸收100kJ的熱，同時對環(huán)境做功300kJ，求該過程中系統(tǒng)和環(huán)境的熱力學(xué)能變。22貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉§2.2熱化學(xué)

化學(xué)反應(yīng)過程中總是伴有熱量的吸收和放出。如H+HH2+Q

熱化學(xué)就是把熱力學(xué)理論與方法應(yīng)用于化學(xué)反應(yīng)中，研究化學(xué)反應(yīng)的熱量及其變化規(guī)律的科學(xué)。23貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉一、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)產(chǎn)生的原因：

對于一個化學(xué)反應(yīng)，可將反應(yīng)物看成體系的始態(tài)，生成物看成體系的終態(tài)，由于各種物質(zhì)的內(nèi)能不同，當反應(yīng)發(fā)生后，生成物的總內(nèi)能與反應(yīng)物的總內(nèi)能就不相等，這種內(nèi)能變化在反應(yīng)過程中就以熱和功的形式表現(xiàn)出來。24貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉反應(yīng)熱效應(yīng)：

系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，在只做體積功不做非體積功的等溫過程中吸收和放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，通稱“反應(yīng)熱”。

化學(xué)反應(yīng)通常在恒容或恒壓條件下進行，因此化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)分為恒容反應(yīng)熱和恒壓反應(yīng)熱。25貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉1、恒容反應(yīng)熱

在等溫條件下，若系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是恒容且不做非體積功的過程，則該過程系統(tǒng)中與環(huán)境之間交換的熱就是恒容反應(yīng)熱。以符號“QV”來表示。恒容反應(yīng)熱定義：彈式量熱器26貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉

上式說明，恒容過程中系統(tǒng)的熱量變化全部用來改變系統(tǒng)的熱力學(xué)內(nèi)能。

U和QV都為正值，表示反應(yīng)吸熱；U和QV都為負值，表示反應(yīng)放熱；根據(jù)熱力學(xué)第一定律：U=U2-U1=Q+W熱效應(yīng)中規(guī)定只做體積功，W=-pV而此時，V=0，因此，W=-pV=0此時系統(tǒng)的熱力學(xué)能變?yōu)椋篣=QV27貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉2.恒壓反應(yīng)熱

在等溫條件下，若系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是恒壓且只做體積功不做非體積功的過程，則該過程中與環(huán)境之間交換的熱就是恒壓反應(yīng)熱，其量符號為“Qp”由熱力學(xué)第一定律得：U=Qp

pV

Qp=U+pV=(U2-U1)+p(V2

V1)=(U2+pV2)(U1+pV1)

定義：H=U+pVQp=H2

H1=H28貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉上式說明，恒壓反應(yīng)熱效應(yīng)等于系統(tǒng)焓的改變值H。即Qp=H熱力學(xué)中將H稱為焓，它具有能量的量綱，無明確的物理意義。它是狀態(tài)函數(shù)，其絕對值也無法確定只能測得狀態(tài)改變時的變化值，H稱為焓變。

29貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉1.當反應(yīng)物和生成物都為固態(tài)和液態(tài)時，反應(yīng)的pV值很小，可忽略不計，故H

U

。2.對有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng)，pV值較大，假設(shè)為理想氣體，H=U+n(g)RT其中n(g)=

即

n(g)=生成物氣體的物質(zhì)的量反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量3、Qp和QV的關(guān)系由H=U+pVH=U+(pV)恒容條件下：U=QV恒壓條件下：H=U+pV=Qp因此

Qp=

QV+pV說明：在恒容條件下，系統(tǒng)吸收熱量用于增加系統(tǒng)的熱力學(xué)能；而在恒壓條件下，系統(tǒng)吸收的熱量除了增加系統(tǒng)的熱力學(xué)能外，還有一部分用于做體積功。30貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例：在298.15K和100kPa下，1mol乙醇完全燃燒放出1367kJ的熱量，求該反應(yīng)的H和U。(反應(yīng)為：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l))解：該反應(yīng)在恒溫恒壓下進行，所以H=Qp=1367kJU=H

n(g)RT=(1367)kJ(1)mol8.314103kJmol1K1

298.15K=1364kJ可見即使在有氣體參加的反應(yīng)中，pV(即n(g)RT)與H相比也只是一個較小的值。因此，在一般情況下，可認為：H在數(shù)值上近似等于U，在缺少U的數(shù)據(jù)的情況下可用H的數(shù)值近似。31貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉§1基本概念和術(shù)語（小節(jié)）1、化學(xué)反應(yīng)進度是表示化學(xué)反應(yīng)進行的程度的一個物理量，單位為mol。2、系統(tǒng)——研究的對象，包括敞開系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、隔離系統(tǒng)；環(huán)境——系統(tǒng)以外與系統(tǒng)密切相關(guān)的其它物質(zhì)和空間3、系統(tǒng)的狀態(tài)——由一系列表征系統(tǒng)性質(zhì)的宏觀物理量所確定下來的系統(tǒng)的存在形式；系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)——藉以確定系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量。“狀態(tài)函數(shù)有特征，狀態(tài)一定值一定，殊途同歸變化等，周而復(fù)始變化零”32貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉4、過程：當系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時，狀態(tài)變化的經(jīng)過。常見的有：恒壓過程、恒溫過程和恒容過程。途徑：系統(tǒng)從始態(tài)到終態(tài)，完成變化的具體步驟。5、熱

系統(tǒng)與環(huán)境之間因存在溫度差異而發(fā)生的能量交換形式；功

系統(tǒng)與環(huán)境之間無物質(zhì)交換時，除熱以外的其他各種能量交換形式；系統(tǒng)反抗外壓而體積變化時所做的功稱為體積功或膨脹功（或無用功），用-pV表示；除體積功以外的其他形式的功統(tǒng)稱非體積功或非膨脹功（或有用功），因此，W=-pV+Wf33貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉6、熱力學(xué)第一定律即能量守恒定律，其數(shù)學(xué)表達式：U=U2-U1=Q+W§2熱化學(xué)

一、化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)等溫、只做體積功不做非體積功的過程中系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時吸收和放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，通稱“反應(yīng)熱”。1、恒容反應(yīng)熱：在恒溫、恒容，只做體積功的條件下，系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)。以符號“QV”來表示。U=QV34貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉2、恒壓反應(yīng)熱：在恒溫、恒壓，只做體積功的條件下，系統(tǒng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱效應(yīng)。以符號“QP”來表示。H=QPH=U+pV，焓，組合函數(shù)，無明確的物理意義，H為焓變3、Qp和QV的關(guān)系：Qp=

QV+pV當反應(yīng)物和生成物都為固態(tài)和液態(tài)時，H

U

。對有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng)，H=U+n(g)RT

其中n(g)=生成物氣體的物質(zhì)的量反應(yīng)物氣體的物質(zhì)的量35貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例450g水蒸汽在101.3kPa和373.15K下凝結(jié)成水,已知水的蒸發(fā)熱為2.26kJg-1,試計算此過程的W,Q,H和U.解：p=101.3kPa、T=373.15K下:H2O(g)H2O(l)Q=QP=-2.26kJg-1450g=-1017kJ（放熱）pV=nRTV=nRT/p=mRT/Mp=[(450/18)mol8.314kPa·L·mol-1·K-1373.15K]/101.3kPa=765.6LW=-pV=-101.3kPa(-765.6L)10-3=77.7kJ（體積壓縮，環(huán)境對體系做功）U=Q+W=-1017kJ+77.7kJ=-939.3kJH=QP=-1017kJ36貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉二、蓋斯定律1840，俄國化學(xué)家蓋斯（Гecc）

在不做其它功并處于恒容或恒壓的情況下，任一化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成的，還是分幾步完成的，其化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的，即化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)只與始、終狀態(tài)有關(guān)而與具體途徑無關(guān)?！w斯定律其理論依據(jù)就是熱力學(xué)第一定律。不做其它功并處于恒容或恒壓的情況下，QV=

U

QP=

H，而U、H都是狀態(tài)函數(shù)

根據(jù)蓋斯定律，可以間接地求算一些不易直接準確測定或不能直接測定的反應(yīng)熱。37貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉已知298K，100kPa下，(1)C(s)＋O2CO2(g)H1=-393.5kJ/mol(2)CO(g)＋1/2O2CO2(g)H2=-283.0kJ/mol求反應(yīng)C(s)＋1/2O2CO(g)的HC(s)＋O2CO2(g)CO(g)＋1/2O2H1H

H238貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉(1)C(s)+O2(g)CO2(g)H1)(2)C(s)+1/2O2(g)CO(g)H2

(3)CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)H=H1

H2必須注意，在利用化學(xué)反應(yīng)方程式之間的代數(shù)關(guān)系進行運算，把相同項消去時，不僅物質(zhì)種類必須相同，而且狀態(tài)（即物態(tài)、溫度、壓力等）也要相同，否則不能相消。H=H1-H2=-393.5-(-283.0)=-110.5kJ/mol39貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉三、熱化學(xué)反應(yīng)方程式中學(xué)時的表示方法：C＋O2CO2＋393.5kJ2H2+O2

H2O

+571.6kJ

表示化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)熱效應(yīng)關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式叫熱化學(xué)反應(yīng)方程式。在化學(xué)熱力學(xué)中，熱力學(xué)方程式為：C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)rHm＝－393.5kJ·mol－１2H2(g)+O2(g)H2O

(l)rHm＝－571.6kJ·mol－１40貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉1、應(yīng)注明參與反應(yīng)的諸物質(zhì)的聚集狀態(tài)，以g、l、s表示氣、液、固態(tài)。聚集狀態(tài)不同化學(xué)熱效應(yīng)不同。固體物質(zhì)如有幾種晶型，也要注明，溶液中溶質(zhì)需注明濃度，aq表示水溶液。書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式時應(yīng)該注意:C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)rH

m＝－393.5kJ·mol－１C(金剛石)＋O2(g)＝CO2(g)rH

m＝－395.4kJ·mol－１41貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉3、應(yīng)注明反應(yīng)溫度，如果在298.15K，通?？梢允÷圆粚憽(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)rHm＝－393.5kJ·mol－１2C(石墨)＋2O2(g)＝2CO2(g)rHm＝-787.0kJ·mol－１2、正確書寫出化學(xué)反應(yīng)計量方程式。同一反應(yīng)，不同的化學(xué)計量方程式，其反應(yīng)熱的數(shù)值不同。因為反應(yīng)熱通常是指反應(yīng)進度=1mol(單位反應(yīng)進度)時，反應(yīng)所放出或吸收的熱，而反應(yīng)進度與化學(xué)反應(yīng)計量方程式有關(guān)。42貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉熱力學(xué)中的標準態(tài)：（1）純理想氣體物質(zhì)的標準態(tài)是該氣體處于標準壓力p下的狀態(tài)；混合理想氣體中任一組分的標準態(tài)是該氣體組分的分壓為pi=p時的狀態(tài)；熱力學(xué)中規(guī)定：標準狀態(tài)是在溫度T及標準壓力p(100kPa)下的狀態(tài)，簡稱標準態(tài)。在標準態(tài)下，熱力學(xué)中的各狀態(tài)函數(shù)均在其右上標“”，表示標準態(tài)，如H、U、G等。4、應(yīng)注明反應(yīng)時的壓力。如果在p=100kPa，稱為標準壓力，用p表示，通?？梢允÷圆粚憽?3貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉必須注意：

在標準態(tài)的規(guī)定中只規(guī)定了壓力p，并沒有規(guī)定溫度，若非298.15K的溫度時，熱力學(xué)函數(shù)值中溫度應(yīng)該注明。（3）溶液中溶質(zhì)的標準態(tài)是指標準壓力p下溶質(zhì)的濃度為1mol.L-1時的理想溶液。（2）純液體（或純固體）物質(zhì)的標準態(tài)就是標準壓力p下的純液體（或純固體）。44貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉6、rHm稱為標準摩爾反應(yīng)焓變。其意義是指：“在標準狀態(tài)（p=100kPa）下，反應(yīng)進度=1mol時反應(yīng)的焓變?！?、反應(yīng)大多在恒壓下完成，因此在熱力學(xué)方程式中常用焓變rH表示反應(yīng)熱。當反應(yīng)進度=1mol時的焓變稱為摩爾反應(yīng)焓變，用rHm表示。其中負數(shù)表示放熱，正數(shù)表示吸熱。rHm標準狀態(tài)（p=100kPa）reaction反應(yīng)進度=1mol45貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉注意：rH、rHm與rHm三者間的區(qū)別與聯(lián)系：rH表示一個反應(yīng)過程的焓變，單位是J或kJ；

rHm

表示一個反應(yīng)過程，當反應(yīng)進行至單位反應(yīng)進度（=1mol）時的焓變，稱為摩爾反應(yīng)焓變，單位是J/mol或kJ/mol；rHm表示在標準態(tài)（p=100kPa）下，一個反應(yīng)過程，當反應(yīng)至單位反應(yīng)進度（=1mol）時的焓變，稱為標準摩爾反應(yīng)焓變，單位是J/mol或kJ/mol。它們之間的關(guān)系為：如果不是在298.15K時,應(yīng)該注明溫度，如rHm（T）46貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉四、幾種反應(yīng)熱效應(yīng)（焓變）1、標準摩爾生成焓fHm定義：在溫度Ｔ及標準態(tài)下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)Ｂ時的反應(yīng)熱即稱為物質(zhì)Ｂ在Ｔ溫度下的標準摩爾生成焓，用

fHm（T），單位為kJmol－１。通常反應(yīng)在298.15K下進行，溫度可省略。熱化學(xué)規(guī)定，“在一定溫度、標準壓力下，元素的穩(wěn)定單質(zhì)的標準摩爾生成焓為零”。穩(wěn)定單質(zhì)：碳為石墨，硫為斜方硫，磷為紅磷等。47貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉由最穩(wěn)定的單質(zhì)轉(zhuǎn)化為其他形式的單質(zhì)時，要吸收熱量，如C(石墨)C(金剛石)

rHm

＝+1.895kJmol－１則C(金剛石)的

fHm

＝+1.895kJmol－１如：C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g)

rHm

＝－393.509kJmol－１則CO2(g)的

fHm

＝－393.509kJmol－１H2(g)+O2(g)H2O(l)

rHm

＝－285.509kJmol－１則H2O(l)的

fHm

=285.509kJmol148貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉水合離子標準摩爾生成焓

標準態(tài)下由最穩(wěn)定純態(tài)單質(zhì)溶于大量水形成無限稀薄溶液，并生成1mol水合離子B(aq)的標準摩爾反應(yīng)焓變。符號為

fHm(B,,aq,298.15K)。規(guī)定氫離子為參考狀態(tài)，298.15K時由單質(zhì)H2(g)生成1mol的水合氫離子H+(aq)的標準摩爾生成焓為零1/2H2(g)+aqH+(aq)+e

fHm(H+,,aq,298.15K)=0kJmol1其他離子與之比較，便可得到它們的水合離子的標準摩爾生成焓。49貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉例：指出下列物質(zhì)中哪些物質(zhì)的

fHm0。(a)Fe(s)(b)O(g)（c）C(金剛石）(d)Ne(g)(e)Cl2(g)答：(b)和(c)例：下列反應(yīng)中哪個反應(yīng)的

rHm代表AgCl(s)的

fHm(a)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)＝AgCl(s)(b)Ag(s)＋1/2Cl2(g)＝AgCl(s)(c)AgCl(s)＝Ag(s)＋1/2Cl2(g)(d)Ag(s)＋AuCl(aq)＝Au(s)＋AgCl(s)(e)2Ag(s)＋Cl2(g)＝2AgCl(s)答：(b)50貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉2、標準摩爾燃燒焓定義：在標準態(tài)下，1mol物質(zhì)完全燃燒（或完全氧化）時的焓變稱為該物質(zhì)的標準摩爾燃燒焓。

cHm,表示，單位為kJ·mol－１。注意：完全燃燒（或完全氧化）是指反應(yīng)物中的CCO2(g)，HH2O(g)，SSO2(g)，NN2(g)，Cl2(g)HCl(aq)。根據(jù)定義，上述燃燒產(chǎn)物及O2的標準摩爾燃燒焓為零。51貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉五、標準摩爾反應(yīng)焓變的計算1、利用標準摩爾生成焓計算溫度T、標準態(tài)下的反應(yīng)物溫度T、標準態(tài)下的生物溫度T、標準態(tài)下參加反應(yīng)的有關(guān)穩(wěn)定單質(zhì)rHm

IIIfH

m，反應(yīng)物IIIfH

m，生成物rHm＋fHm(反應(yīng)物）＝fHm(III)（生成物）rHm＝fHm（生成物）－fHm(反應(yīng)物）=BfHm（生成物）－（-B）fHm（反應(yīng)物）=BfHm（生成物）+BfHm（反應(yīng)物）52貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十日寒與君共勉解：rHm

=BfHm(B)=2fHm(CO2,g)+3fHm(H2O,l)3fHm(O2,g)

fHm(C2H5OH,l)=2(393.51kJmol1)+3(241.82kJmol1)

30kJmol1

(277.69kJmol1)=1234.79kJmol1反應(yīng)焓變rH=

rHm=2mol×(1234.79kJmol1)=2469.58kJ例2-492gC2H5OH(l)于恒定298.15K、100kPa條件下與理論量的O2(g)進行下列反應(yīng)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)求這一過程的反應(yīng)焓變。53貴有恒何必三更眠五更起，最無益只怕一日曝十