第1-2章無(wú)機(jī)化學(xué)

1、無(wú)機(jī)化學(xué) 課程簡(jiǎn)介Introduction化學(xué)是研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變化規(guī)律的科學(xué)。能源信息材料化學(xué)四大化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)分析化學(xué)物理化學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)基本原理原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵、化學(xué)反應(yīng)的基本原理（物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)）元素?zé)o機(jī)化學(xué)與其它學(xué)科的交叉融合：固體無(wú)機(jī)化學(xué)、配合物化學(xué)、物理無(wú)機(jī)化學(xué)、生物無(wú)機(jī)化學(xué)。學(xué)習(xí)、考試要求課后要點(diǎn)整理、完成作業(yè)重視實(shí)驗(yàn)課（掌握基本原理的好辦法）考試： 期末卷面：70 平時(shí)成績(jī)：30 （作業(yè)，考勤）第1章 氣體氣體的性質(zhì)氣體的基本特性：擴(kuò)散性和可壓縮性氣體的基本特性：擴(kuò)散性和可壓縮性 沒(méi)有固定的體積和形狀是最易被壓縮的聚集狀態(tài)不同種的氣體能以任何比例均勻混合密度比

2、液體和固體的密度小得多1.1 理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體：氣體分子本身沒(méi)有體積，分子間沒(méi)有相互作用的氣體。適用于：溫度較高或壓力較低時(shí)的稀薄氣體。pV = nRTR- 摩爾氣體常量p =101325Pa, T=273.15Kn=1.0 mol時(shí), Vm=22.41410-3m3 =22.414L1133molKJ314. 8K15.2731.0molm1022.414Pa101325nTpVR理想氣體狀態(tài)方程式1.2 氣體混合物理想氣體混合物： 幾種不同的氣體在同一容器中混合時(shí)，相互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，分子本身的體積和它們相互間的作用力可忽略不計(jì)。 其中每一種氣體都稱為該混合氣體的組分氣體。1.2

3、.1 道爾頓分壓定律分壓：混合氣體中組分氣體對(duì)容器壁所施加的壓力。組分氣體的分壓等于在相同溫度下該組分氣體單獨(dú)占有與混合氣體相同體積時(shí)所產(chǎn)生的壓力。 ,2211VRTnpVRTnpDalton分壓定律：混合氣體的總壓等于混合氣體中各組分氣體分壓之和。 或pp1+p2+ppBBnn1+n2+VRTnpBBpnRTVpxpnnpxnnppBBBBBBx B ： B的摩爾分?jǐn)?shù)據(jù)：經(jīng)常用分壓而不是摩爾量來(lái)表達(dá)混合氣體的組成分壓定律的應(yīng)用例題：在290K和1.01105Pa時(shí)，水面上收集了0.15L氮?dú)猓?jīng)干燥后重0.172g，求氮?dú)獾姆肿恿亢透稍锖蟮捏w積（干燥后溫度、壓力不變）解：查手冊(cè)知290K時(shí)的

4、飽和蒸氣壓=1.93103PaPapN5351011093. 11001. 12總VpRTmM222NNN1511Nmol28.0g0.150LPa101290KKmolL8.314Pa0.172g2M 經(jīng)干燥后的氮?dú)?，在總壓不變的情況下除去了水蒸氣。因此，只具有分體積。0.148LPa101.010.15LPa10155N222VVpVpNTTN1.2.2 分體積定律分體積定律分體積定律: 混合氣體中某一組分B的分體積VB是該組份單獨(dú)存在并具有與混合氣體相同溫度和壓力時(shí)所占有的體積。T，PT，PT，P+pnRTV pRTnVBBpRTnVBBBBVV或pnRTV pRTnnpRTnpRTnV

5、+2121實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：混合氣體的體積等于各組分的分體積之和。VV1+V2+BBBnnVVppVVxppBBBBBB ：B的體積分?jǐn)?shù)BP8 例題1-5：計(jì)算各組分的分壓和摩爾分?jǐn)?shù)無(wú)機(jī)化學(xué)第二章 熱化學(xué)Chemical Thermodynamics能源工業(yè)文明化學(xué)熱力學(xué)熱力學(xué)是研究宏觀體系熱能與其他形式能相互轉(zhuǎn)換規(guī)律的一門(mén)科學(xué)?；瘜W(xué)發(fā)應(yīng)往往伴隨著能量的變化，化學(xué)熱力學(xué)就是研究化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。研究化學(xué)反應(yīng)的可能性、方向和限度（第四章）。熱化學(xué)：研究化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（本章）。問(wèn)題：下列化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)如何表達(dá)？有多少反應(yīng)物？反應(yīng)條件？溫度、壓力反應(yīng)容器？2.1 熱力學(xué)的術(shù)

6、語(yǔ)和基本概念2.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境2.1.2 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)2.1.3 過(guò)程與途徑2.1.4 相2.1.5 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式和反應(yīng)進(jìn)度2.1.1 系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)（system）即熱力學(xué)體系熱力學(xué)體系（thermodynamic system），是熱力學(xué)的研究對(duì)象，它是根據(jù)研究的需要從周?chē)奈镔|(zhì)世界中人為地劃分出來(lái)的一部分。 環(huán)境（surroundings）除系統(tǒng)以外，與系統(tǒng)有相互作用的一切物質(zhì)都稱為環(huán)境環(huán)境（surrounding） 。系統(tǒng)系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境之間有無(wú)物質(zhì)和能量的交換，將系統(tǒng)分為三類：敞開(kāi)系統(tǒng)（open system）封閉系統(tǒng)（closed system）隔離系統(tǒng)（isolated

7、 system）系統(tǒng)系統(tǒng)敞開(kāi)系統(tǒng)（open system）體系與環(huán)境之間既有物質(zhì)交換，又有能量交換，又稱開(kāi)放體系。系統(tǒng)系統(tǒng)封閉系統(tǒng)（closed system）系統(tǒng)與環(huán)境之間無(wú)物質(zhì)交換，但可以有能量交換。如密閉容器中的系統(tǒng)（熱力學(xué)中主要討論）系統(tǒng)系統(tǒng)隔離系統(tǒng)（isolated system）系統(tǒng)與環(huán)境之間既無(wú)物質(zhì)交換，又無(wú)能量交換。如絕熱、密閉的恒容系統(tǒng)。熱力學(xué)中有時(shí)把與系統(tǒng)有關(guān)的環(huán)境部分與系統(tǒng)合并在一起視為孤立系統(tǒng)。2.1.2 狀態(tài)與狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)(state)：熱力學(xué)系統(tǒng)的狀態(tài)（state）是體系宏觀物理和化學(xué)性質(zhì)的綜合表現(xiàn)，如溫度（T）、壓力（p）、體積（V）等。狀態(tài)函數(shù)(state fu

8、nction) ：描述狀態(tài)的宏觀性質(zhì)又被稱為狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)（state function），宏觀物理量T、p、V、n、m、等都是狀態(tài)函數(shù)。 系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)是狀態(tài)的單值函數(shù)單值函數(shù)。若體系的宏觀性質(zhì)變了，狀態(tài)也就隨之而變，變化前的狀態(tài)稱為始態(tài)始態(tài)（initial state），變化后的狀態(tài)稱為終態(tài)終態(tài)(final state)。 狀態(tài)函數(shù)狀態(tài)函數(shù)特點(diǎn)：狀態(tài)一定，其值一定；狀態(tài)變化，其值也隨之而變； 狀態(tài)函數(shù)的變化值只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，而與變化途徑無(wú)關(guān)。狀態(tài)函數(shù)的特點(diǎn)可描述為：狀態(tài)一定，其值一定；殊途同歸，值變相等；周而復(fù)始，值變?yōu)榱恪?.1.3 過(guò)程與途徑過(guò)程（process）熱力學(xué)體系中發(fā)生

9、的一切變化都稱為熱力學(xué)過(guò)程，簡(jiǎn)稱過(guò)程過(guò)程（process）。過(guò)程與途徑途徑（path）實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的具體步驟稱為途徑。始態(tài)終態(tài)終態(tài)（）（）系統(tǒng)的狀態(tài)變化與途徑q2w2p1 ,T1,V1,U1n(N2)p2,T2,V2,U2n(N2)pp1 , V1, T2n(N2)恒壓加熱膨脹q1，w1恒容加熱恒溫膨脹始態(tài)終態(tài)過(guò)程p、V、T變化的三種過(guò)程：定(恒)溫過(guò)程：始態(tài)、終態(tài)溫度相等，并且過(guò)程中保持這個(gè)溫度，即dT=0，T=T(環(huán)) 。定(恒)壓過(guò)程：始態(tài)、終態(tài)壓力相等，并且過(guò)程中保持這個(gè)壓力，即dp=0，p=p(外)。定(恒)容過(guò)程：始態(tài)、終態(tài)容積相等，并且過(guò)程中保持這個(gè)容積，即dV=0 。與定溫變化

10、區(qū)別2.1.4 相定義：系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的且與其他部分有明確界面分隔開(kāi)來(lái)的任何均勻部分。 特點(diǎn)：相可以由純物質(zhì)或均勻混合物組成。相可以是氣、液、固等不同形式的聚集狀態(tài)。2.1.4 相相的分類：均相系統(tǒng)(或單相系統(tǒng))： 只含有一個(gè)相的系統(tǒng)，如碘酒、NaCl水溶液。非均相系統(tǒng)(或多相系統(tǒng))：系統(tǒng)內(nèi)可能有兩個(gè)或多個(gè)相，相與相之間有界面分開(kāi)，如油浮在水面上的系統(tǒng)是兩相系統(tǒng)g, l, s 分別代表氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，用aq表示水溶液。問(wèn)題：下列化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)相同嗎？如何比較上述兩方程式的熱效應(yīng)原則：熱效應(yīng)跟隨方程式2.1.5 化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式與反應(yīng)進(jìn)度化學(xué)反應(yīng)方程式，又稱為化學(xué)反應(yīng)計(jì)量式化

11、學(xué)反應(yīng)計(jì)量式 aA+dD= eE+fF 0= eE+fF -aA-dD BBB0表示為：化學(xué)計(jì)量數(shù)，是量綱為1的量，對(duì)反應(yīng)物取負(fù)值，對(duì)產(chǎn)物取正值。反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)式化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)與化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法有關(guān)。例如，合成氨反應(yīng)：(g)2NH(g)3H(g)N322+(g)NH(g)H23(g)N21322+2)(NH，3)(H，1)(N3221)(NH，23)(H，21)(N322反應(yīng)進(jìn)度（extent of reaction）反應(yīng)進(jìn)度反應(yīng)進(jìn)度（extent of reaction）表示反應(yīng)進(jìn)行的程度，常用符號(hào)表示，其定義為BBB)0()(nnnB()為=時(shí)物質(zhì)B的物質(zhì)的

12、量nB(0)為=0時(shí)物質(zhì)B的物質(zhì)的量反應(yīng)進(jìn)度例如： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 反應(yīng)前nB/mol 3.0 10.0 0 某時(shí)刻nB/mol 2.0 7.0 2.0任一反應(yīng)物或產(chǎn)物來(lái)表示反應(yīng)進(jìn)度，所得的值總是相等。同一反應(yīng)，物質(zhì)B的nB一定時(shí)，因化學(xué)反應(yīng)方程式的寫(xiě)法不同，B不同，故反應(yīng)進(jìn)度不同。所以應(yīng)用反應(yīng)進(jìn)度時(shí)必須指明化學(xué)反應(yīng)方程式。1.0mol2mol02.03mol10.07.01mol3.02.0NHNHHHNN332222nnn反應(yīng)進(jìn)度當(dāng)=1時(shí)，表示各物質(zhì)正好按反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)完全反應(yīng)。即進(jìn)行了1mol化學(xué)反應(yīng)或簡(jiǎn)稱摩爾反應(yīng)。對(duì)于N2(g)+3H2(g)2NH3

13、(g)進(jìn)行了1mol反應(yīng)，即1molN2和3molH2反應(yīng)并生成了2mol的NH3。而1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)進(jìn)行了1mol反應(yīng)，是指0.5molN2和1.5molH2反應(yīng)生成1mol的NH3。2.2 熱力學(xué)第一定律2.2.1熱和功熱能自動(dòng)從高溫物體傳遞到低溫物體。系統(tǒng)與環(huán)境之間由于存在溫度差而交換的能量稱為熱，用符號(hào)q 表示，SI單位為J，q值的正、負(fù)表明熱傳遞的方向。系統(tǒng)吸熱，q0 系統(tǒng)放熱，q0 熱（heat）功（work）體系與環(huán)境之間除熱以外的其它形式傳遞的能量稱為功，用符號(hào)w表示，SI單位為J。系統(tǒng)得功，w0 系統(tǒng)作功，w0 功和熱皆不是狀態(tài)函數(shù)，其數(shù)值大小與

14、狀態(tài)變化的途徑有關(guān)。 熱力學(xué)中將功分為體積功和非體積功兩類。功體積功（又稱膨脹功）在一定外壓下，由于系統(tǒng)的體積發(fā)生變化而與環(huán)境交換的功，用w表示。w pexV pex(V2V1)功非體積功（或其他功）體積功以外的一切功，如電功、表面功、拉伸功、斷裂功等，用w表示。在一般情況下，化學(xué)反應(yīng)主要是體積功，非體積功或者不存在，或者小到可以忽略不計(jì)。2.2.2 熱力學(xué)能（thermodynamic energy） 內(nèi)能是體系內(nèi)部所儲(chǔ)藏的能量。 指體系內(nèi)分子的平動(dòng)能Ut、轉(zhuǎn)動(dòng)能Ur 、振動(dòng)能Uv 、分子間勢(shì)能、原子間鍵能、電子運(yùn)動(dòng)能Ue 、核內(nèi)基本粒子間核能等能量的總和。以前稱為內(nèi)能(internal e

15、nergy)。 熱力學(xué)能 熱力學(xué)能用符號(hào)U表示目前熱力學(xué)能的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，只能求出其變化值，但這并不影響熱力學(xué)問(wèn)題的研究。2.2.3 熱力學(xué)第一定律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式The First Law of Thermodynamics英國(guó)化學(xué)家焦耳Joule（1818-1889）在前人大量工作基礎(chǔ)上于18401848年間建立的。 在任何過(guò)程中能量不會(huì)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(guò)程中能量的總值不變，這就是能量守恒定律（能量守恒與轉(zhuǎn)化定律）。應(yīng)用于熱力學(xué)中稱為熱力學(xué)第一定律。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(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)在外力場(chǎng)中的位能，只著眼于系

16、統(tǒng)的熱力學(xué)能。熱力學(xué)第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá) UU2U1Q+W12 W QUU對(duì)于封閉系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律為：熱力學(xué)能的變化始態(tài)熱力學(xué)能終態(tài)熱力學(xué)能系統(tǒng)從環(huán)境吸熱系統(tǒng)得功【例】設(shè)有1mol理想氣體，由487.8K、20L的始態(tài)，反抗恒外壓 101.325kPa迅速膨脹至101.325kPa、414.6K的狀態(tài)。因膨脹迅速，體系與環(huán)境來(lái)不及進(jìn)行熱交換。試計(jì)算W、Q及體系的熱力學(xué)能變U。解 按題意此過(guò)程可認(rèn)為是絕熱膨脹，故Q=0。 W =p外V = p外(V2 V1) V2 = = =34( L) W = 101.325(34 20)= 1420.48( J)U = Q + W = 0 1420.48 =

17、 1420.48 (J)U為負(fù)值，表明在絕熱膨脹過(guò)程中體系對(duì)環(huán)境所做的功是消耗體系的熱力學(xué)能。 22pnRT325.1016 .414314. 81【例題】始態(tài)為T(mén)1=300K, P1=200kPa的某雙原子理想氣體1 mol，經(jīng)下列不同途徑變化到T2=300K, P2=100kPa的末態(tài)。求各途徑的Q和W。（1） 恒溫可逆膨脹； （2） 先恒容冷卻至使壓力降至100 kPa，再恒壓加熱至T2。解：U=0=Q+W（1）2112lnln2001 8.314 300 ln1.7291001.729rrrVpQWnRTnRTVpkJWkJ + （2）恒容冷卻后恒壓加熱 111,12,212100 T

18、 =T3001502005()1(150300)3.11827()1(300 150)4.36521.2471.247V mp mpTppVnRTKpRQnCTTkJRQnCTTkJQQQkJWQkJ + + 如何計(jì)算各步驟的功p1 V1 T1p2 V2 T1 U? PV=nRT理想氣體的熱力學(xué)能理性氣體不考慮分子間的作用力，僅考慮分子的熱運(yùn)動(dòng)的能量，分子的平均動(dòng)能與熱力學(xué)溫度T成正比。理想氣體的量和組成一定時(shí)，熱力學(xué)能只是溫度的單質(zhì)函數(shù)。辨析從同一始態(tài)到同一終態(tài)，途徑不同，功和熱就不同，功和熱不是狀態(tài)函數(shù)。此時(shí)熱力學(xué)能U的變化一定相同，是狀態(tài)函數(shù)。2.3 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱化學(xué)反應(yīng)熱（heat

19、 of reaction）熱力學(xué)規(guī)定：在僅做體積功的條件下，當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，若使產(chǎn)物的溫度回到反應(yīng)物的起始溫度，整個(gè)過(guò)程中體系與環(huán)境所交換的熱量稱為該等溫條件下的反應(yīng)熱。 產(chǎn)生的原因：由于各種物質(zhì)的熱力學(xué)能不同，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，生成物的總熱力學(xué)能與反應(yīng)物的總熱力學(xué)能不相等，差值的部分就在反應(yīng)過(guò)程中以熱和功的形式表現(xiàn)出來(lái)。通常考慮定容反應(yīng)熱和定壓反應(yīng)熱兩類。2.3.1 定容反應(yīng)熱Qv與熱力學(xué)能變彈式熱量計(jì)最適用于測(cè)定物質(zhì)的燃燒熱彈式熱量計(jì)最適用于測(cè)定物質(zhì)的燃燒熱 2.3.1 定容反應(yīng)熱Qv與熱力學(xué)能變 定容、不做非體積功V=0，w=0w=-pV+w=0根據(jù)熱力學(xué)第一定律：U=QV定容反應(yīng)

20、熱QV全部用來(lái)改變系統(tǒng)的熱力學(xué)能，或定容反應(yīng)熱等于系統(tǒng)熱力學(xué)能的增量（改變量）。2.3.2 定壓反應(yīng)熱Qp與焓變定壓、只做體積功w=-pexV+w=-pex(V2-V1)+0根據(jù)熱力學(xué)第一定律：U=U2-U1=Qp- pex(V2-V1)即 Qp=(U2+ pV2)-(U1+pV1)令 則 Qp=H2-H1=HHU+pV焓的定義式，H是狀態(tài)函數(shù)，單位為J辨析焓是一個(gè)具有能量量綱的抽象的熱力學(xué)函數(shù)，其物理意義并不明確 。U=QV H = Qp其它非恒壓過(guò)程有沒(méi)有焓變？理想氣體的H也是溫度的函數(shù) H=U+PV 2.3.3 定壓反應(yīng)熱與定容反應(yīng)熱的關(guān)系定溫、定壓過(guò)程和定溫、定容過(guò)程的熱力學(xué)能可認(rèn)為近

21、似相等則對(duì)于同一反應(yīng)若為只有凝聚相（液態(tài)和固態(tài)）系統(tǒng)，V=0Up UVQpQV Hp UV (Up+pV) UVpVQpQVQp與Qv的關(guān)系若為有氣體參與的系統(tǒng)則pRTnV/)g(RTnQQVp)g(氣體物質(zhì)的量變化恒壓反應(yīng)熱與恒容反應(yīng)熱的關(guān)系式 rUm和rHm化學(xué)反應(yīng)的摩爾熱力學(xué)能變BrmBUUUn化學(xué)反應(yīng)的摩爾焓變BrmBHHHnm：摩爾反應(yīng)；r：化學(xué)反應(yīng)RTnQQVp)g( )rmrmB gBHURT +例精確測(cè)得下列反應(yīng)的QV,m-3268kJmol-1求298.15K時(shí)上述反應(yīng)在恒壓下進(jìn)行反應(yīng)進(jìn)度=1mol的反應(yīng)熱為多少？解：O(l)3H(g)6CO(g)O217(l)HC22266

22、+rmrm( ),m( )BB3111 3268(67 ) 8.314 10298.15kJ mol23272kJ molB gVB gHUvRTQvRT + + 2.3.4 熱化學(xué)方程式與熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)1. 熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)2.熱化學(xué)方程式1熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 為了比較不同反應(yīng)熱的大小，需要規(guī)定共同的比較標(biāo)準(zhǔn)。熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（standard state）是指在某溫度T和標(biāo)準(zhǔn)壓力p （100kPa）下該物質(zhì)的狀態(tài)。 按照GB31028-93中的規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)壓力p=100kpa標(biāo)準(zhǔn)濃度c=1moldm-31molkg-1對(duì)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的溫度沒(méi)有具體規(guī)定，通常是選在25(298.15K)。標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反

23、應(yīng)熱（焓變） 值與方程式的書(shū)寫(xiě)有關(guān)mrHmrH1mr322molkJ9 .837)K15.298(),(sOAl21(g)O43Al(s)+H反應(yīng)的焓變基本不隨溫度而變)K15.298()(rrHTH1mr322molkJ8 .1675)K15.298(),(sOAl(g)O232Al(s)+H在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)反應(yīng)的摩爾焓變，用 表示2. 熱化學(xué)方程式表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式。1r222molkJ 286O(l),H(g)O21(g)H298m, + +H反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)反應(yīng)進(jìn)度為1mol溫度方程式應(yīng)配平；注明物態(tài)、溫度、壓力、組成等條件；缺省時(shí)指反應(yīng)在T=298.15K，p=100kPa下進(jìn)

24、行；一般“實(shí)測(cè)的反應(yīng)熱（精確）”指反應(yīng)熱Qv，而“反應(yīng)熱”指反應(yīng)熱Qp。書(shū)寫(xiě)時(shí)應(yīng)注意2.4 Hess定律有的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。但有些反應(yīng)則因?yàn)榉磻?yīng)速率太慢、熱量易輻射損失、反應(yīng)不按方程式進(jìn)行等原因，無(wú)法直接用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。如 C(石墨)1/2O2(g) = CO(g)，因?yàn)樵诜磻?yīng)過(guò)程中總會(huì)有CO2生成，無(wú)法直接用實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定。赫斯定律（Hesss Law）1836 年瑞士籍俄國(guó)化學(xué)家Germain Henri Hess，總結(jié)出一條規(guī)律： “一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不管是一步一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成或是分幾步完成，它的反應(yīng)熱都是相同完成或是分幾步完成，它的反應(yīng)熱都是相同的的”。這就是赫

25、斯定律赫斯定律（Hesss law）。 赫斯定律是熱力學(xué)第一定律在恒容或恒壓和只做體積功條件下的必然結(jié)果。rHqm(正)=-rHqm(逆)始態(tài)始態(tài)終態(tài)終態(tài)中間態(tài)m,2rHmrHrHm,1x、y為系數(shù)一個(gè)反應(yīng)如果是另外兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)之和，則該總反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱必然是各分步反應(yīng)的恒壓反應(yīng)熱之和。這是赫斯定律的推論赫斯定律的推論。11 ,mr22molkJ5 .393(g),CO(g)OC(s) (1)+H12,mr22molkJ0 .283(g),CO(g)O21CO(g) (2)+HCO(g)(g)O21C(s) (3)(2)(1)2+得-112,mr1 ,mr3 ,mrmolkJ5 .110

26、molkJ)0 .283(5 .393HHH始態(tài)C(石墨)+O2(g)終態(tài)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)m,2rHm,1rHrHm,3【例題】已知下列熱化學(xué)方程式：(1)C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) rHqm,1=-1300kJ/mol(2) C(s)+O2(g)=CO2(g) rHqm,2=-394kJ/mol(3) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) rHqm,3=-286kJ/mol計(jì)算fHqm(C2H2,g)2C(s)+H2(g)=C2H2(g) rHqm=fHqm(C2H2,g)(3)+2 (2)-(1)fHqm(C2H2,g)=r

27、Hqm,3+2rHqm,2-rHqm,1=226kJ/mol 2.5 反應(yīng)熱的計(jì)算（1）由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算（2）由標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓計(jì)算（1）由標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算反應(yīng)熱（焓變）6C(石墨)+6H2(g)+3O2(g) = C6H12O6(s) rHqm,1O2(g) = O2(g) rHqm,2C(石墨)+ O2(g) = CO2 (g) rHqm,3H2(g)+ O2(g) = H2O(l) rHqm,46+6+6，得C6H12O6(s)+6 O2(g) = 6 CO2 (g)+6 H2O(l) rHqm,5根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)的反應(yīng)熱為：rHqm,5 = （6rHqm,3+6rHqm,4）（r

28、Hqm,1+6rHqm,2）標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成生成焓（Standard Enthalpies of Formation）規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)由指定單質(zhì)生成單位物質(zhì)的量的純物質(zhì)時(shí)反應(yīng)的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。一般溫度T=298.15K，符號(hào) ，單位kJmol-1。指定單質(zhì)：指在選定溫度T下及標(biāo)準(zhǔn)壓力p時(shí)的最穩(wěn)定單質(zhì)。如O2(g)，H2(g)，Br2(l)，I2(s)，C(石墨)，白磷P4(s)P674附錄表一列出常用物質(zhì)的生成焓，生成焓的負(fù)值越大，表明該物質(zhì)鍵能越大，對(duì)熱越穩(wěn)定。)K15.298(mfHformationmolar標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成熱(生成焓)指定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零規(guī)定以水合氫離子的

29、標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓為零 是物質(zhì)的生成反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變，書(shū)寫(xiě)B(tài)的生成反應(yīng)計(jì)量式時(shí)，要使B的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)B=+1。如液態(tài)水0),(mfTH指定單質(zhì)0)aq,298.15K,H(mf+H),B(mfTH相態(tài)1mf222molkJ8 .285)K15.298(O(l),H(g)O21(g)H+H（1）由標(biāo)準(zhǔn)生成熱(焓)計(jì)算反應(yīng)熱（焓變）對(duì)于任一化學(xué)反應(yīng)：aA(l)+bB(aq)=gG(s)+dD(g)aqB,() lA,()gD,(s)G,(mfmfmfmfmrHbHaHdHgH+BBm,fBmr98.15K)2()K15.982(HH例 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓計(jì)算反應(yīng)熱（焓變）利用標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓數(shù)據(jù)，計(jì)算丹聶爾電池反應(yīng)的 ？解：mrH0 153.89- 64.77 0 molkJ/ )K15.298(Cu(s)Zn(aq)(aq)Cu Zn(s) 1mf2+H11BBm,fBmrmolkJ66.218molkJ77.6400)89.153(98.15K)2(+HH