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恒温金属浴于任何化学反应而

发布日期:2020-04-18 18:14  浏览次数:

 第二节 化学反应中的质量守恒与能量守恒   (6)对恒温金属浴于任何化学反应而言,其恒压反应热Q可由下式求出: p Q=ΔH=HH(116) p生成物反应物 ΔH>0为吸热反应,ΔH<0为放热反应。   由于大多数化学反应是在恒压条件下进行的,其 ΔH=Q,即为恒压反应 p 热。所以焓变比热力学能变更具有实用价值,用得更广泛、更普遍。   3.恒压反应热与恒容反应热的关系   由焓的定义H=U+pV,有: ΔH=ΔU+Δ(pV)   对于恒温恒压只做体积功的化学反应,则有: ΔH=ΔU+pΔVQp=QV+pΔV(117)   对于固相和液相反应,由于反应前后体积变化不大,故有: Qp≈QV(118)   对于气相反应,如果将气体作为理想气体处理,则有: Qp=QV+Δn(RT)(119) 式中,Δn为生成物的物质的量与反应物的物质的量之差。 四、盖斯定律与反应热的计算   1.反应进度和热化学方程式   (1)反应进度 对于任一化学反应:0=6νB,比如具体到如下给定反 B B 应: dD+eEgG+hH 在反应过程中,反应物的减少和生成物的增加是按照d、e、g、h的比例发生的,亦 即其中任一物质的变化量 Δn是与其化学计量数 ν成正比的,其比值以 ξ表 BB 示,称之为给定反应进行到此状态时的反应进度,简称为反应进度(extentofreaction), 表示为: ΔnΔnΔnΔn D EGH ξ= ν= ν= ν= ν(120) DEGH ①在化学反应中,可把反应物看作始态,而把生成物看作终态。 12第一章 化学反应的基本规律  通式为: Δnn(ξ)n(0) BB


B ξ= ν= ν(121) BB 式中,n(ξ)和nB(0)分别表示反应进度为 ξ和0时B的物质的量。由式(120)可以看出,在计算反应进度时,无论选取反应物或生成物中的任一种物质, 反应进度都具有相同的数值。ξ的单位与n的一样为mol。反应进度与反应方 程式的写法有关,所以在谈到 ξ的具体量值时,必须同时指出化学反应的计量方 程式。   当反应刚开始时,n(ξ)=n(0),Δn=0,ξ=0,反应进度为零。 B BBB   当反应进行到 ΔnB=νmol时,ξ=ΔnB/νB=1mol,此时即称反应进度为一 个单位的反应进度,或1mol反应进度。   任意两种状态之间,发生有限量的变化时,反应进度的变化量 Δξ为: Δξ=ξξ= n(ξ)n(0) n(ξ)n(0) = n(ξ)n(ξ) B B2BB1BB2B1 21 ννν BBB 即 Δξ= Δn= n(ξ)n(ξ) (12 22) B B2B1 νν BB   (2)热化学方程式   表示出化学反应过程中热效应的化学反应计量方程式称为热化学方程式 (thermochemistryequation)。例如,在298.15K时有: 1   1)H(g)+ 1O(g)HO(l);ΔH=285.8kJ·mol 2222r 砓 m 1   2)2H2(g)+O2(g)2H2O(l);ΔrH砓 m=571.6kJ·mol 1   3)C(石墨)+O2(g)CO2(g);ΔrH砓 m=393.5kJ·mol   用符号ΔrH砓 m(T)表示在温度T时该反应的标准摩尔焓变(standardmolarenthalpychange)。下标r表示这是化学反应的 ΔH,m表示是反应进度达到 1mol反应时的 ΔH,上标砓表示该 ΔH值是标准态下的数据,该上角标在其它热 力学状态函数中也被应用,并表达同样的意义。括号中T为反应


温度。在常温 298.15K时温度T标注可省略,故上式中均未列出。由于反应进度与反应方程 式的写法有关,所以对于同样的化学反应,同样达到反应进度 ξ为1mol时,按 2)式进行所放出的热量是按1)式进行时的2倍。   在热力学中,为了便于比较和计算,因而规定了物质的标准状态(standardstate),简称标准态即指温度T时,压力为100kPa下该物质的状态即为其标准 砓 状态。此时的压力称为标准压力以p表示。但温度未指定,原则上,每一指定 温度下,都有一个标准状态。IUPAC推荐298.15K为参考温度。通常如不特别  第二节 化学反应中的质量守恒与能量守恒13 指明,就是指T=298.15K。   对于不同聚集态的物质体系,标准态的含义不同:气体的标准态是指该气体 分压等于10 00kPa;纯液体或固体的标准态是指该纯液体或纯固体处于100kPa 的压力下。溶液中溶质的标准态是指在标准压力下各溶质组分浓度均为1mo· l 3砓 dm(即标准浓度c)。   应该特别指出,标准状态是人为指定的理想状态,是作为比较的共同标准。 标准状态并不一定是真实存在的,更不等于实际体系的指定状态。   正确写出热化学方程式除了要注明标准态及相关条件外,还应标明参与反 应各物质的物态。气态、液态和固态分别用g、l和s表示,水溶液用aq表示。如 果固体有不同的晶型,也应予以指明,比如碳应指明是石墨、金刚石还是C等。 60

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