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干式恒温金属浴热效应只与反应体系

发布日期:2020-04-18 18:14  浏览次数:

 2.盖斯定律   1840年瑞士籍俄国科学家盖斯(G.H.Hes ss或T.H.Tec cc)根据一系列实验 事实,总结出盖斯定律:一个化学反应无论是一步还是几步完成,它们的热效应 是相同的。或者说,化学反应的干式恒温金属浴热效应只与反应体系的始态和终态有关,而与变 化的途径无关。盖斯定律是热力学第一定律的一种特殊形式和必然结果,也是 状态函数性质的具体体现。利用这一定律,可以由已知的反应热来计算难以测 量的反应热。 AΔH1B ΔH2ΔH5CΔH3DΔH4E ΔH=ΔH+ΔH+ΔH+ΔH(123) 12345   例如,石墨C与氧气O反应生成CO气体的反应热难以直接测量,大家可 2 以设计一个如下图所示的循环,由两个可以测量反应热的反应(石墨C与氧气 O反应生成CO气体;CO气体与O反应生成CO气体)来间接求算石墨C与 2222 氧气O反应生成CO气体的反应热。 2 C(石墨)+O2(g)ΔH1 CO2(g) ΔH2CO(g)+1/2O2(g) ΔH3 由盖斯定律可得:ΔH=ΔH+ΔH 所以,ΔH=ΔHΔH 123 213   ΔH、ΔH可由实验准确测得,故 ΔH可求出。 132   3.标准摩尔生成焓   指定温度T时,由参考态单质生成1mol某物质的化学反应的标准摩尔焓 14第一章 化学反应的基本规律  变称为该物质的标准摩尔生成焓(standardmolarenthalpyofformation),用符号 ΔfH砓 m(T)表示。下标f表示生成反应;参考态单质通常是指在所讨论的温度、压 力下最稳定状态的单质(有例外);符号中往往还应注明该生成物的基本单元和 物态。   例如,在298.15K时,液态水和水蒸气的标准摩尔生成焓是不同的: 1 H(g)+1O(g)HO(l); ΔH=285.83kJ·mol 222


2f 砓 m 1 1 H2(g)+ 2O(g)HO(g); ΔfH砓 m=241.82kJ·mol 22   根据标准摩尔生成焓定义,所有参考态单质的标准摩尔生成焓都等于零,因 为它们自己生成自己,没有焓变。但非参考态单质的标准摩尔生成焓不为零,例 如碳元素的最稳定单质为石墨,故金刚石的标准摩尔生成焓不为零,而为: 1 ΔfH砓 m(298.15K,C金刚石)=1.89kJ·mol   4.化学反应热的计算   由于大多数化学反应是在恒压下进行的,所以这里主要讨论恒压反应热 (即焓变)的计算。计算反应热可应用盖斯定律由已知的热化学方程式计算反 应热,也可由化合物的标准摩尔生成焓计算反应热,由化合物的燃烧热(ΔcH砓 m) 同样可以计算反应热。   如果设想化学反应(dD+eEgG+hH)从最稳定的单质出发,经历不同 的途径形成产物,则其中的热效应可用下图表示: 参考态单质 6 ΔfH砓 m(反应物)6 ΔfH砓m(产物) 反应物 ΔrH砓m 产物 根


据盖斯定律,则有: 6 ΔfH砓 m(反应物)+ ΔrH砓 m=6 ΔfH砓 m(产物) 即    ΔrH砓 m=6 ΔfH砓 m(产物) 6 ΔfH砓 m(反应物) ={gΔfH砓 m(G)+h ΔfH砓 m(H)}{d ΔfH砓 m(D)+e ΔfH砓 m(E)} =6B νB ·ΔfH砓 m(B)(124)   利用书末附录或化学手册中各物质的标准摩尔生成热(焓)ΔfH砓 m数据,即 可由式(124)求出在标准态下各化学反应的恒压反应热。   例12 利用298.15K时有关物质的标准摩尔生成焓数据,计算乙炔在298.15K时完  第三节 化学反应方向———熵增加与吉布斯自由能减小15 全燃烧反应的标准摩尔焓变。 H砓   解:先写出1molC2H2完全燃烧的化学计量方程,再从附表中查出各物质的 Δfm(298.15K)。为避免差错,最好将它们分别整齐地列于各物质的化学式下面。 5 C2H2(g)+ 2O2(g)2CO2(g)+H2O(l)

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