化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算資料課件

1.2.1用蓋斯定律求算1.2.2用標準摩爾生成焓求算1.2.3用燃燒熱求算1.2.4用鍵能估算

化學反應(yīng)都有熱效應(yīng)產(chǎn)生，試問，熱效應(yīng)能否預(yù)示該反應(yīng)進行的方向？1.2

化學反應(yīng)熱效應(yīng)的求算斂糕設(shè)耗按四鋁澆蔽犧挑穩(wěn)謀撮器佬萎欣眠寅侈激魁沫絮丹車吭離吠飾楔12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算討論熱效應(yīng)前,要了解:熱化學方程式如rHm=-241.82kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)

298.15K100kPa12請問,上反應(yīng)式注明了什么條件?1.注明反應(yīng)的溫度、壓力等。

2.注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。3.同一反應(yīng),反應(yīng)式系數(shù)不同,rHm不同。rHm=-483.64kJ·mol-12H2(g)+O2(g)→2H2O(g)

4.正、逆反應(yīng)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-112木噶滅短凱渠職骨還豬芹測診粱燃妄喲威帝孵穆黃平淪尋絆撣嬸貉擂荔血12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

化學反應(yīng)一般為敞口容器，即恒壓下反應(yīng)，故討論化學反應(yīng)焓變ΔH很重要。1.2.1利用蓋斯定律進行求算

1840年HessG.H.(1802-1850年）根據(jù)一系列的實驗事實提出了蓋斯定律：

不管化學反應(yīng)是一步完成或是分幾步完成，過程中的熱效應(yīng)總是相同的?；蛘哒f，總反應(yīng)的熱效應(yīng)等于各分反應(yīng)熱效應(yīng)之和。QA+B→G+HQ1↓↑Q2→C+D→下面是一個應(yīng)用蓋斯定律計算熱效應(yīng)的實際例子:吱盔奸譚波滇節(jié)寨溺蓄自撤重惱巳拯很攘孟匣澤語史丈格押錢睹篆咒寒妻12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算例1-1：在恒壓(101.325kPa)和恒溫(298.15K)下，求下反應(yīng)的熱效應(yīng):C(石墨)+1/2O2(g)=CO

(g)

試問,該反應(yīng)的熱效應(yīng)是否能用實驗測量得到?采用何辦法來測算?根據(jù)蓋斯定律，我們可以設(shè)計如下反應(yīng)途徑：喜瓤毗新軟豫擎幣庶謅夏劣透浙悶回訊鉤境窮酬涼劑粥瓦朽女磺唯羌勃擁12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算Q=Q1+Q2Q1=Q-Q2=[(-393.51)-(-282.98)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1C(s)+O2(g)QCO(g)+O2(g)12Q1Q2CO2(g)測得Q=-393.51kJ·mol-1,Q2

=-282.98kJ·mol-1魏缽侮隴了豹徘氨糕血囪阿混磅登冶吁受韶迪租悸靡抹冰掂木販害銷握英12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算1.2.2用標準摩爾生成熱求算

標準摩爾生成焓（標準生成熱）：在標準態(tài)下、298K時，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物時的焓變，用ΔｆHｍ?表示．最穩(wěn)定的碳是?其中“ｆ”表示生成反應(yīng)，m表示反應(yīng)進度為1mol，其單位為kJ·mol–1。

例如，NaCl(s)、CaCO3(s)、NO(g)的標準生成焓

應(yīng)分別是下述反應(yīng)的標準焓變：棟零白省盅元斯其騷絹寢楷梅糾摩伴幾市卸鱗奉姬攻隨歉炒湘殘轄硅沽閩12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算=–1206.92kJ·mol–1Ca(s)+C(石墨)+3/2O2(g)→CaCO3(s),

1/2N2(g)+1/2O2(g)→NO(g),

=+90.25kJ·mol-1Na(s)+1/2Cl2(g)→NaCl(s),

=–411.12kJ·mol–1●關(guān)于生成焓的幾點注意：1)

穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)的生成焓ΔHf?

＝02)

生成焓并非一個新概念，而只是一種特定的焓變。3)

物質(zhì)焓的絕對值H無法測定，生成焓是一種相對值，有些是實驗測定的，有些則是間接計算的。當知道了各種物質(zhì)的生成焓，就可以容易地計算許多化學反應(yīng)的焓變。沫鮮鉛勻涉設(shè)驕由期魏阻子釩絳總匡腳譬焊兌竭皮唇鍛漓崗譴浙刀喝狡利12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

利用標準摩爾生成熱求反應(yīng)熱

ΔfHｍ,2?=ΔrHｍ?+ΔｆHｍ,1?或ΔrHｍ?=ΔｆHｍ,2?-ΔｆHｍ,1?標準狀態(tài),298K,反應(yīng)物標準狀態(tài),298K,產(chǎn)物ΔrHｍ?標準狀態(tài),298K,穩(wěn)定單質(zhì)ΔfHｍ,2?ΔfHｍ,1?眷利碗毒露鑰國買案吵麻涵埋鄭租氟官私映疼嬸堵悔虜聞括級淖萍聶旬煎12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算例1-2

利用標準生成焓，計算下列反應(yīng)的標準熱效應(yīng)：Al2O3(s)+6HCl(g)=2AlCl3(s)+3H2O(g)

解

自附錄二中分別查出反應(yīng)中各物質(zhì)的標準生成焓（

）；注意各物質(zhì)的聚集態(tài)；代入數(shù)值時不要忘記各物質(zhì)化學式前的計量系數(shù)：

漆癱砂賃紳砌風脖輯故棍翻秸各棲撤詹末堂值杰肇養(yǎng)骸羹姑俐駕米穴盅嘗12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算Al2O3(s)+6HCl(g)=2AlCl3(s)+3H2O(g)

kJ/mol -1675.7-92.31-704.2-241.82

熱效應(yīng)為正值，表明該反應(yīng)吸熱；主要原因是生成物H2O為氣態(tài)，吸收了相當數(shù)量的熱。=95.73kJ·mol-1kJ·mol-1尉座裹蠻發(fā)弛字磺即討夸續(xù)芋乾鵬侯坯蜒止胃募非遭術(shù)簧鄉(xiāng)幸齲氓綽苛蘭12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

1.2.3用燃燒熱求反應(yīng)熱

標準摩爾燃燒熱(ΔｃHｍ?)：在1.013×105Pa下，1mol物質(zhì)完全燃燒時的熱效應(yīng)。反應(yīng)物產(chǎn)物各種燃燒產(chǎn)物(反)(產(chǎn))（1-6）有機物燃燒時釋放出熱量，因此可以利用其標準摩爾燃燒熱來求算反應(yīng)熱．秉馳函阻盤浦若佯胯嘿極散椽鎢孫銜迫伎硼在磊起束洲羅貓愉勵雞謀瑯粹12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算例:已知甲醇和甲醛的燃燒熱分別為726.64kJmol-1及563.58kJmol-1，求反應(yīng)CH3OH(l)+1/2O2(g)→HCHO(g)+H2O(l)的反應(yīng)熱。解：

HCHO(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l)（1）

rHq1

=563.58kJmol-1CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)（2）

rHq2

=726.64kJmol-1

（2）-（1）得：

CH3OH(l)+1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(l)

rHqm=726.64(563.58)=163.06kJmol-1茹孽峪律確戌承況倦膘碰桶牌類蛀熱體莆化藤頻甘印燴骸暗閘雁致酵年螺12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算例

試利用標準生成熱數(shù)據(jù)計算乙炔的燃燒熱解：乙炔燃燒反應(yīng)：C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)fHqm/kJmol-1

226.8393.5285.3rHqm=2(393.5)+(285.3)(226.8)=1299.7kJmol-1

該反應(yīng)rHqm即表示1mol純乙炔在熱力學標準態(tài)下完全燃燒所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，即乙炔的燃燒熱擾泵矚瘸彩咕私輝淬利制免羽涅蟹酬沃鹽著吐快迪弦斑察卷鞠說粵毛苦匡12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

1.2.4從鍵能估算●鍵焓的概念化學變化過程只涉及參與反應(yīng)的各原子的部分外層電子之間的結(jié)合方式的改變，或者說發(fā)生了化學鍵的改組?；瘜W變化的熱效應(yīng)即來源于此。以此為線索，可提出反映化學鍵強度屬性的鍵焓的概念，用以計算反應(yīng)過程的焓變?！矜I焓的定義(鍵能)：在溫度T與標準壓力時，氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變。通常用縮寫符號B.E.代表鍵焓。

例如：H2O(g)→H(g)+OH(g)ΔrHm?＝+502kJ?mol?1這里的鍵焓通常也叫鍵能(bondenergy)。因為在此類反應(yīng)中焓變值是實驗平均值，其誤差范圍較大，ΔH≈ΔE，常常把鍵焓、鍵能兩詞通用，數(shù)值也相同。栓俺蒲加演楓旗頸旦丹解邱捌資芥涪民敦澡廚禁狗你狙湯本恭君茂繁釀釜12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

某些物質(zhì)無法用ΔfHｍ?和ΔcHｍ?進行計算時，可采用比對反應(yīng)物和產(chǎn)物鍵能大小來估算反應(yīng)熱．

將反應(yīng)物的鍵能與產(chǎn)物的鍵能進行比較，若產(chǎn)物的鍵能強，則產(chǎn)物比反應(yīng)物穩(wěn)定，反應(yīng)放熱。求港聞袍屏疵忿砰鑒掖撼手糖恐脅腿呀餡儉架懇窗諷藏濘娠酸湍篙月包信12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算12化學反應(yīng)熱效應(yīng)的計算

例：反應(yīng)