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2-8标准摩尔反应焓的计算

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2-8标准摩尔反应焓的计算

2-8标准摩尔反应焓的计算


★ 8C (石墨) + H2(g)
cHm(石墨)
C6H5 · 2H3(g) C
cHm(H2,g)
cHm(C6H5· 2H3,g) C
8CO2 (g)+ 4H2O(l)
v
B
B
O O O O f H m (B, β, T ) f H m (C6 H5 C2 H3 , β, T ) r H m (T ) vB c H m (B, β, T ) B
CO + ½O2(g) = CO2(g)
r H m f H m (CO2)
H2(g) + 0.5O2(g) = H2O (g)
c H m(CO,g)
r H m f H m (H2O,g) c H m (H2,g)
2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)
12
★C(石墨) + O2 (g)＝CO2 (g) 与 H2(g) + 1/2O2 (g)＝H2O (l) 两反应的fHm与cHm有何特点？
fHm(CO2,g) = cHm (石墨,s) fHm(H2O,l) = cHm (H2,g)
13
例2.8.1： 已知25 ℃时：
c Hm (C2H5OH, l) 1366.8kJ mol1
H2O(l) -285.83 H2O(g) 33.58
CO2(g) -393.51 CO2(g) 37.10
H2(g) 0 H2(g) 28.82
CH4(g)
Cp, m /J· -1· -1 35.31 mol K
已知298.15K时，水的摩尔蒸发焓为44.01kJ· -1 mol
22
方法一——设计过程 T1 =1000K T2=298.15K
化学反应标准摩尔焓变

化学反应标准摩尔焓变

化学反应标准摩尔焓变在化学反应中，摩尔焓变是一个重要的物理量，它描述了化学反应过程中物质的热力学变化。

摩尔焓变是指在标准状态下，1摩尔物质参与化学反应时所吸收或释放的热量。

化学反应的摩尔焓变可以通过实验测定得到，也可以通过热力学计算得到。

本文将介绍化学反应的标准摩尔焓变的概念、计算方法以及其在化学领域中的重要意义。

化学反应的标准摩尔焓变是指在标准状态下，1摩尔物质参与化学反应时所吸收或释放的热量。

标准状态是指气体在1大气压下，液体和固体在1标准大气压下，温度为298K。

标准状态下的摩尔焓变用ΔH°表示。

ΔH°可以为正值，表示吸热反应，也可以为负值，表示放热反应。

化学反应的标准摩尔焓变可以通过实验测定得到。

实验测定的方法通常是在恒压条件下，将反应物加热至反应温度，然后测定反应前后的温度变化，根据热容和温度变化计算出反应热量。

实验测定得到的摩尔焓变可以用于热力学计算和工程实践中的应用。

化学反应的标准摩尔焓变也可以通过热力学计算得到。

热力学计算的方法通常是利用热力学数据和反应平衡常数，根据热力学定律和化学反应的热力学方程计算出摩尔焓变。

热力学计算得到的摩尔焓变可以用于预测化学反应的热力学性质和优化化学工艺。

化学反应的标准摩尔焓变在化学领域中具有重要的意义。

首先，它可以用于研究化学反应的热力学性质，包括反应热、反应焓、反应熵等。

其次，它可以用于设计和优化化学工艺，例如在工业生产中确定反应条件、提高反应产率、降低能耗等。

最后，它还可以用于研究新材料的合成和储能材料的设计，例如电池、催化剂等。

总之，化学反应的标准摩尔焓变是化学热力学的重要概念，它描述了化学反应过程中物质的热力学变化。

摩尔焓变可以通过实验测定和热力学计算得到，它在化学领域中具有重要的应用价值，对于理解化学反应的热力学性质、优化化学工艺、研究新材料等都具有重要意义。

希望本文对化学领域的研究和工程实践有所帮助。

标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓课件

标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓课件

的应用。
通过实例演示如何利用标准摩尔 生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标
准摩尔反应焓。
培养学生运用热力学数据进行化 学计算的能力。
适用范围
01
本课件适用于化学、化工、材料 等相关专业的大学生及研究生。
02
对于从事化学研究、生产及教育 的科研人员、工程技术人员及教 师等也具有一定的参考价值。
CHAPTER 02
标准摩尔燃烧焓
在标准状态下，1mol物质完全 燃烧生成稳定氧化物时的反应 焓变。
计算标准摩尔反应焓
利用标准摩尔生成焓或标准摩 尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 。
实验步骤
准备试剂和设备、测定反应物 和生成物的质量、测量温度变
化、计算反应焓变。
数据记录与处理
数据记录
记录实验过程中各物质的质量、温度变化等关键数据。
标准摩尔生成焓和标准 摩尔燃烧焓计算标准摩
尔反应焓课件
CONTENTS 目录
• 引言 • 标准摩尔生成焓 • 标准摩尔燃烧焓 • 标准摩尔反应焓 • 影响因素分析 • 实验验证及数据处理 • 结论与展望
CHAPTER 01
引言
目的和背景
阐述标准摩尔生成焓和标准摩尔 燃烧焓的概念及其在化学反应中
数据处理
利用公式计算标准摩尔反应焓变，进行数据分析和整理 。
结果分析与讨论
结果分析
对比实验值与理论值，分析误差来源及 可能原因。
VS
讨论
探讨影响实验结果的因素，提出改进实验 方法和数据处理方式的建议。
CHAPTER 07
结论与展望
主要结论总结
标准摩尔生成焓与标 准摩尔燃烧焓是计算 标准摩尔反应焓的基 础。
标准摩尔燃烧焓
定义与概念
标准摩尔生成焓计算

标准摩尔生成焓计算

标准摩尔生成焓计算摩尔生成焓是化学过程中一个重要的物理量，它描述了在标准状况下，1摩尔化合物生成的焓变化。

在化学工程、热力学等领域中，摩尔生成焓的计算具有重要的意义。

本文将介绍如何计算标准摩尔生成焓，以及一些常见化合物的标准摩尔生成焓数值。

首先，我们来看一下标准摩尔生成焓的定义。

标准状况是指在压力为1标准大气压，温度为298K（25摄氏度）下的状态。

摩尔生成焓是指在标准状况下，1摩尔化合物生成的焓变化，通常用ΔH°表示。

ΔH°的单位是千焦耳/摩尔（kJ/mol）。

计算标准摩尔生成焓的方法通常是利用热力学数据表中的数据。

对于一般的化学反应aA + bB → cC + dD，其标准摩尔生成焓的计算公式为：ΔH° = cΔH°(C) + dΔH°(D) (aΔH°(A) + bΔH°(B))。

其中，ΔH°(A)、ΔH°(B)、ΔH°(C)、ΔH°(D)分别表示反应物A、B和生成物C、D的标准摩尔生成焓。

在实际计算中，我们需要查阅热力学数据表，找到反应物和生成物的标准摩尔生成焓的数值，代入上述公式进行计算即可得到该化学反应的标准摩尔生成焓。

下面，我们来看一些常见化合物的标准摩尔生成焓数值。

以氧气（O2）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）为例，它们的标准摩尔生成焓分别为0kJ/mol、-285.8kJ/mol、-393.5kJ/mol。

这些数值反映了这些化合物在标准状况下生成时释放或吸收的热量。

除了单一物质的标准摩尔生成焓，我们还可以计算化学反应的标准焓变。

对于一个化学反应，其标准焓变ΔH°可以通过反应物和生成物的标准摩尔生成焓之差来计算。

这个过程也是利用热力学数据表中的数据，根据反应物和生成物的标准摩尔生成焓计算出反应的标准焓变。

总结一下，标准摩尔生成焓是描述化学反应在标准状况下的焓变化的物理量，计算方法是利用热力学数据表中的数据，根据反应物和生成物的标准摩尔生成焓来计算。

2.9-标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓

2.9-标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓


2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
注意：
此温度及标准压力下 稀有气体的稳定单质为单原子气体 He(g)，Ne(g)，Ar(g)，Kr(g)，Xe(g)，Rn(g); 氢，氧，氮，氟，氯的稳定单质为双原子气体 H2(g)，O2(g)，N2(g)，F2(g)，Cl2(g)； 溴和汞的稳定单质为液态Br(l)和Hg(l)；
r H m vB c H m ( B)
B
此式表明：在一定温度下有机化学反应的标准摩尔反应焓， 等于同样温度下反应前后各物质的标准摩尔燃烧焓与其化学 计量数的乘积之和的负值。
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
注意： 室温下C的规定燃烧产物CO2(g)， H的燃烧产物为H2O(l)， N的燃烧产物为N2(g)。 其它物的燃烧产物S的燃烧产物为SO2(g)， Cl的燃烧产物为一定组成的盐酸水溶液HCl(aq)等 等。
p69
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
4. 恒容反应热与恒压反应热之间的关系
没有气态物质参加的凝聚态之间的化学反应： Q U H 有气态物质参加的化学反应： r H m rU m vB ( g ) RT B 其中
vB ( g )
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
100kPa，298K
H1
O2(g)：2mol
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol H2
B
为气态反应物及气态产物化学计量数之和，显然
vB ( g ) 0
B
时
时
r H m rU m
摩尔反应焓的计算

摩尔反应焓的计算


r
H m
(T
)
1H
2
H
ac
H m
(
A)
bc
H m
(
B)
yc
H m
(Y
)
zc
H m
(
Z
)
反应物的标准摩尔燃烧焓之和减去产物标准摩尔燃烧焓之和.
r
H m
(T
)
B
c
H m
(
B)
通常可查得298.15K下物质的标准摩尔燃烧焓, 来计算该温度下任一反应的标准摩尔反应焓. P.296
2020/11/3
该2温020度/11/下3 任一反应的标准摩尔反应焓. P.292
4
例: 计算下列反应的标准摩尔反应焓r Hm (298K) : 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g)
已知25℃时, fHm [NO(g)]= 90.4 kJ/mol fHm [H2O(g)]= - 241.8 kJ/mol fHm [NH3(g)]= - 46.1 kJ/mol
完全燃烧产物的标准摩尔燃烧焓为零
CH4(g) + 2O2 (g) 2CO2(g) +2H2O(l)
cHm(CH4,g)
C2H5OH(l) + 3O2 (g) 2CO2(g) + 3H2O(l) cHm(C2H5OH,l )
2020/11/3
6
4. 由标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
aA( ) bB( ) 298.1 5K yY ( ) zZ ( )
例35 例24 例25 7
例35： 已知（p 298K）
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) rHm(T)= - 285.830kJ.mol-1 求： fHm (H2O，l , 298K) = ？ cHm(H2, g , 298K)= ？
摩尔反应焓定义

摩尔反应焓定义

摩尔反应焓定义
摩尔反应焓是一种物理化学概念，指物质从稳定态转变到另一稳定态所需要的能量。

它可以用来衡量一个化学反应的热力学效益。

摩尔反应焓定义：摩尔反应焓(ΔHrxn)是一种特殊的物理化学量，指当一定物质由反应前的稳定态转变到反应后的稳定态时所需要的
所有能量。

它表示物质从反应前的稳定态到反应后的稳定态之间所需要消耗掉的能量。

它可以通过反应前反应后的焓值(molar
enthalpies of reactants and products)之差计算出来：ΔHrxn = ∑ΔHfproducts - ∑ΔHfreactants
其中，ΔHf表示某一物质的标准摩尔焓(standard molar enthalpy of formation)，表示将这种物质从原子状态到标准状态（即标准状态下的1 mol）所消耗的能量。

二、摩尔反应焓的应用
1、摩尔反应焓可以用来检验某一化学反应的热力学效益，并估
算反应的热力学特性。

2、摩尔反应焓可以用来决定一定物质在何种状态下是最稳定的
状态，以及判断反应是否是可逆反应还是不可逆反应。

3、摩尔反应焓可以用来计算反应的逆温，即反应温度的大小。

4、摩尔反应焓可以用来估算反应中物质的形态转变，确定物质
是否可以以可逆的方式进行反应。

5、摩尔反应焓可以用来检测物质的形态变化，判断物质是否存
在化学可逆反应。

2.8标准摩尔反应焓的计算

2.8标准摩尔反应焓的计算


标准状态下的H2O（l），CO2(g)等规定产物 的标准摩尔燃烧焓，在任何温度T 时均为零。

f
H

m
CO2
g,T



c
H

m
C石墨,T


c
H

m
CO2
g
,
T


0

f
H

m
H
2Ol
,
T



c
H

m
H
2
,
T


c
H

m
H
2Ol
,
T


0
(2)由

C
H
$ m
计算
+ CH3OH 纯态
rHm$
HCOOCH3 + 纯态
] [ ΔH1
+2O2 +2O2 ΔH2
相同数量各自处在标准压力p 下
的完全燃烧产物2CO2+3H2O
p H2O 纯态
r Hm H1 H 2
BC Hm B
B
例. 已知：25℃时，乙炔C2H2(g)的标准摩尔生成 焓fHm (C2H2 g) =－2267 kJ·mol1，标准摩尔燃烧 焓c Hm (C2H2 g) =－12996 kJ·mol1，及苯C6H6(l) 的标准摩尔燃烧焓c Hm (C6H6 l) =－32675kJ·mol1 。求25℃时苯的标准摩尔生成焓 fHm (C6H6 l)。
（4）C2H6(g) + Cl2(g) == C2H5Cl(g) + HCl(g) ，
标准摩尔生成焓怎么算

标准摩尔生成焓怎么算

标准摩尔生成焓怎么算
水的标准摩尔生成焓－（氢气的标准摩尔生成焓＋氧气的标准摩尔生成焓）＝氢气燃烧应的反应热
所以水的标准摩尔生成焓＝氢气的燃烧热，不等于氢气的标准摩尔生成焓＋氧气的标准摩尔生成焓
在标准状态即压力为100kPa，一定温度（一般是298.15K）下时，由元素最稳定的单质生成生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓(standard enthalpy of formation)。

标准摩尔生成焓，指在标准状态即压力为100kPa，一定温度下时，由元素最稳定的单质生成生成1mol纯化合物时的反应焓变。

但有少数例外，例如，磷的最稳定单质是黑磷，其次是红磷，最不稳定的是白磷，但是磷的指定单质是白磷。

因为白磷比较常见，结构简单，易制得纯净物。

标准摩尔生成焓的符号为ΔfHΘm，下表f表示生成(formation)，下标m表示反应进度为ε=1mol，上标Θ表示标准状态。

单位是kJ/mol 或kJ·mol-1。

有时也称标准生成热(standard heat of formation)，这是因为恒压反应热在数值上等于焓变。

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2.8标准摩尔反应焓的计算

2.8标准摩尔反应焓的计算


解：∑νB Cp, m(B) = －Cp, m(C,石墨 )－2Cp, m(H2,g ) + Cp, m(CH4,g ) 石墨,s 石墨 － = [－46.5 + 67.7×10−3(T / K) －15.06×10−6(T / K)2 ] J·K−1·mol−1 － × × ∆fHm (CH2 , g, T ) = ∆H0 + Cp, m(B) d T ∆ fHm (CH4,g, T ) / J·mol−1 = ∆H0 / J·mol−1－46.5(T / K)+ 33.9×10−3(T / K)2 + × 5.02×10−6 (T / K)3 × 将T = 298 K 及 ∆fHm (CH4 , g , 298K) = －75.25 J·K−1·mol−1 代入得 ∆H0 = －64 270 J·mol−1 故 ∆ fHm (CH4 , g , T) / J·mol−1 =－64 270－46.5(T / K) + 33.9×10−3(T / K)2 + 5.02×10−6 (T / － － × × 将 K)3 T= 500 K 代入 得 ∆ fHm (CH4 , g , 500 K ) / J·K−1·mol−1 = －79.67
∆ f H m [H 2O(l ), T ] = ∆ c H m [H 2 , T ]
θ
∆ c H m [H 2O(l ), T ] = 0
θ
$ $ (2)由 ∆ C H m 计算 ∆ r H m 由
p -νAA + 纯态
p -νBB 纯态
∆H1
p νYY + $ → ∆ r Hm 纯态 +xO2 +xO2 ∆H2
－1 286 kJ·mol−1 －0.758.314×10−3×298 K × = －1 288 kJ·mol−1
摩尔焓变计算公式

摩尔焓变计算公式

摩尔焓变计算公式摩尔焓变（ΔH）指的是化学反应中的能量变化,是指物质在化学反应过程中所吸收或释放的热量。

摩尔焓变可以用于计算化学反应的能量变化及其热力学性质。

摩尔焓变主要涉及到两个概念：摩尔焓（H）和摩尔焓变（ΔH）。

摩尔焓（H）是指在恒定温度和压力下，物质平衡状态的焓（热能）与摩尔物质量间的比值。

摩尔焓的单位是焦耳/摩尔（J/mol）。

摩尔焓可以表示为：H=Q/n其中，H是摩尔焓，Q是物质吸收或释放的热量，n是物质的摩尔数量。

摩尔焓变（ΔH）是指物质在参与化学反应时所吸收或释放的热量。

摩尔焓变可以用于计算物质的能量变化及其热力学性质。

摩尔焓变的单位也是焦耳/摩尔（J/mol）。

摩尔焓变可以表示为：ΔH=H(产物)-H(反应物)其中，ΔH是摩尔焓变，H(产物)是反应物转变为产物时的摩尔焓，H(反应物)是反应物的摩尔焓。

摩尔焓变的计算可以通过实验测得的热量变化来进行。

实验通常在恒定温度和压力下进行，可以用热量计等仪器来测量反应过程中释放或吸收的热量。

根据热量计的测量结果，可以计算出反应物和产物的摩尔焓，然后通过摩尔焓变的公式计算出摩尔焓变。

1.生成反应（生成反应是指生成一个化合物的反应）：ΔH=Σ(H(产物))-Σ(H(反应物))其中，ΔH是摩尔焓变，H(产物)是产物的摩尔焓，Σ表示对所有产物求和，H(反应物)是反应物的摩尔焓。

2.反应物的分解反应：ΔH=Σ(H(反应物))-Σ(H(产物))其中，ΔH是摩尔焓变，H(反应物)是反应物的摩尔焓，Σ表示对所有反应物求和，H(产物)是产物的摩尔焓。

3.化学方程式的平衡反应：ΔH=Σ(nΔH(产物))-Σ(mΔH(反应物))其中，ΔH是摩尔焓变，n是产物的摩尔系数，ΔH(产物)是产物的摩尔焓变，Σ表示对所有产物求和，m是反应物的摩尔系数，ΔH(反应物)是反应物的摩尔焓变，Σ表示对所有反应物求和。

需要注意的是，摩尔焓变的计算需要对反应物和产物的化学式、摩尔系数和摩尔焓等有准确的了解。

标准摩尔反应焓

标准摩尔反应焓
摩尔反应焓是指在标准状态下，1摩尔化合物的生成或分解所吸收或释放的热量。

它是描述化学反应热力学性质的重要参数，对于理解和预测化学反应过程至关重要。

在化学反应中，摩尔反应焓可以通过热量变化来表示。

当化合物在标准状态下
生成或分解时，所吸收或释放的热量即为其摩尔反应焓。

摩尔反应焓的正负值可以表明反应是吸热还是放热的，从而可以推断反应的方向和性质。

摩尔反应焓的计算通常需要利用热化学方程式和热化学数据。

通过热化学方程式，我们可以知道反应中涉及的物质的摩尔比，从而可以计算出反应的摩尔反应焓。

而热化学数据则提供了化合物在标准状态下的反应焓值，可以直接用于计算摩尔反应焓。

在实际应用中，摩尔反应焓可以用于计算反应的热效应、燃烧热、生成热等重
要热力学参数。

通过摩尔反应焓的计算，我们可以了解化学反应的热力学性质，为工业生产和实验室研究提供重要参考。

此外，摩尔反应焓还可以用于分析和比较不同化合物的热力学性质。

通过比较
不同化合物的摩尔反应焓，我们可以了解它们的稳定性、热稳定性和热化学性质，为新材料的设计和合成提供重要依据。

总之，摩尔反应焓是描述化学反应热力学性质的重要参数，它可以帮助我们了
解和预测化学反应的热力学行为，为工业生产和科学研究提供重要参考。

通过对摩尔反应焓的深入研究和应用，我们可以更好地理解化学反应的热力学本质，推动化学领域的发展和创新。

标准摩尔反应焓的计算

1．标准摩尔生成焓（1）定义：在T 的标准态下，由稳定相态的单质生成化学计量数νB =1的β相态的化合物B(β)，该生成反应的焓变即为该化合物B(β)在T 时的标准摩尔生成焓符号：稳定相态单质：①25℃及标准压力下；②希有气体的稳定单质为单原子气体；③氢，氧，氮，氟，氯的稳定单质为双原子气体；④溴和汞的稳定单质为液态Br 2(l)和Hg(l)；⑤其余元素的稳定单质均为固态；但碳的稳定态为石墨即C(石墨)，非金刚石；硫的稳定态为正交硫即S(正交)，非单斜硫。

●稳定相态单质标准摩尔生成焓为零●同一物质，相态不同，标准摩尔生成焓不同f m ∆(B,β,)H T \（kJ·mol -1）r m f m 2r m f m 24r m f m 22∆=∆(CO ,g)∆=∆(H SO ,l)∆=∆(Hg Cl ,s)H H H H H H \\\\\\由状态函数法得知:（2）由计算f m ∆H \r m∆H \●溶液中离子的标准摩尔生成焓从稳定单质生成无限稀释水溶液中1mol 该离子时的焓变人为规定氢离子H ＋（aq ）的标准摩尔生成焓为零符号：f m ∆(,aq)H ∞\2、标准摩尔燃烧焓（1）定义在温度为T 的标准态下，由化学计量数νB = －1的β相态的物质B(β)与氧进行完全氧化反应时，该反应的焓变即为该物质B(β)在温度T 时的标准摩尔燃烧焓。

单位：kJ·mol －1※“完全氧化”是指在没有催化剂作用下的自然燃烧，即燃烧物中C 变为CO 2(g); H 变为H 2O(l); N 变为N 2(g);S 变为SO 2(g)。

C(石墨)＋O 2(g) = CO 2(g)C(石墨)＋O 2(g)＝CO 2(g)C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)=2 CO 2(g) ＋3H 2O(l)符号：c m ∆H \※CO 2(g)、H 2O(l)、N 2(g)、SO 2(g) 、O 2(g)的c m ∆0H =\r m c m ∆=∆(,298.15K)H H \\石墨r mc m 25C H OH ∆=∆(,g,298.15K)H H \\H 2(g) + 1/2 O 2(g) = H 2O(l)c m 2f m 2∆(H ,g, 298.15K)∆(H O,l, 298.15K)H H =\\※c m f m 2∆[C(),s, 298.15K]∆(CO ,g, 298.15K)H H =石墨\\※（2）由标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔反应焓2m r 1H H H ∆+∆=∆21m r H H H ∆−∆=∆∴()反应物m c 1H H ∆=∆∵()产物m c 2H H ∆=∆∵r m c m 25∆∆(C H OH,l)H H =\\由状态函数法得知:r m r m 12∆()∆(298.15K)∆∆H T H H H =++\\298.15K 1,m ,m ∆(A,)(B,)d p p T H aC bC T α⎡⎤=+⎣⎦∫β)](B,+)(A,[-)],(+)(Y,[=m ,m ,m ,m ,m ,r βαδγp p p p p C b C a Z C z C y C ∆B ,B (B,)p m νC =∑β基希霍夫公式r m r m r ,m 298.15K ∆()∆(298.15K)∆d T p H T H C T =+∫\\2,m ,m 298.15K ∆(Y,)(Z,)d T p p H yC zC T ⎡⎤=+⎣⎦∫γδr m ∆()H T \r m ∆(298.15K)H \讨论：①若摩尔定压热容是温度的函数②公式的适用范围：※所讨论的温度区间所有反应物及产物均不发生相变化※若发生相变化，按照状态函数法，设计途径，分段积分，求算另一温度下的标准摩尔反应焓。

标准摩尔生成焓计算

标准摩尔生成焓计算在化学领域，摩尔生成焓是一个重要的物理量，它用来描述在标准状态下，1摩尔化学物质在其生成过程中吸收或释放的热量。

摩尔生成焓的计算可以帮助我们更好地理解化学反应的热力学过程，对于工业生产和实验室研究都具有重要意义。

本文将介绍如何计算标准摩尔生成焓，以及其在化学领域中的应用。

首先，我们来看一下标准摩尔生成焓的定义。

在标准状态下，1摩尔化学物质从其组成元素的最稳定形式生成的热量变化，即为该化学物质的标准摩尔生成焓。

标准状态是指物质的温度为298K，压强为1个大气压。

摩尔生成焓的单位通常为焦耳/摩尔（J/mol）。

计算标准摩尔生成焓的方法通常是利用热力学方程和实验数据。

在实验室中，可以通过燃烧实验或者热化学反应实验来测定化学物质的生成焓。

然后，利用热力学方程，根据反应物和生成物的摩尔数，以及反应热的大小，来计算标准摩尔生成焓。

这种方法可以得到比较准确的结果，但需要实验条件比较严格，且实验操作较为复杂。

除了实验方法，我们还可以利用标准生成焓的标准生成焓数据来进行计算。

标准生成焓数据是指在标准状态下，1摩尔化学物质生成的热量变化的数值。

这些数据通常可以在化学手册或者相关文献中找到。

通过查找标准生成焓数据，我们可以利用化学方程式和摩尔生成焓的定义，来计算出所需化学反应的标准摩尔生成焓。

在实际应用中，标准摩尔生成焓的计算对于化学工程、工业生产和环境保护都有着重要的作用。

在化学工程中，我们可以利用标准摩尔生成焓来设计化工过程，优化能源利用，提高生产效率。

在工业生产中，了解化学反应的热力学参数，可以帮助我们选择合适的工艺条件，减少能源消耗，降低生产成本。

在环境保护方面，我们可以通过计算化学反应的热力学参数，来评估化学废物的处理方式，减少对环境的影响。

总之，标准摩尔生成焓的计算是化学领域中重要的热力学计算方法之一。

通过实验测定和标准生成焓数据的应用，我们可以计算出化学反应的标准摩尔生成焓，从而更好地理解化学反应的热力学过程，指导工程实践，提高生产效率，保护环境。

物理化学第三章2-8生成焓、燃烧焓、反应焓

烧焓
符号： CHm (T)
单位： J mol1
注意： ①完全氧化是指在没有催化剂作用下的自然燃烧。 C CO2(g); H H2O(l); S SO2(g); N N2;……
②完全氧化产物的标准摩尔燃烧焓为零。
k) ③ cHm (B,298.15
可查表。
3
例：
H2 (g) 1 / 2O2 (g) H2O(g)
＋
vBCP,m ( B)dT 298.15k B
T
T
令：rCP,m ( B) = BCP,m ( B)
B
rHm (T)=
B)dT
①
两边微分 d r H (T) △rCP,mdT
或 dΔ r H dT
8
例2.8.2 P72
CH4 (g) 2 O2 (g) CO2 (g) 2 H2O (g)
终态2 T PΘ CO2(g) : 1mol O2 : 2mol H2O(g): 2mol N2 : 4×0.79/0.21mol
△ H2
始态1 25℃ PΘ CH4(g) : 1mol O2 : (2+2)mol N2 :4×0.79/0.21mol △H= △H1+ △H2
B f H m (B)产 物 － | | H B f m (B)反 应 物 B B
2
2. 标准摩尔燃烧焓
C Hm (T)
演示燃烧反应图片
(1)定义： 在温度为T 的标准态下，由化学计量数B= —1的 相态的物质B()与氧进行完全氧化反应时 ，该反
应的焓变即为该物质B()在温度T 时的标准摩尔燃
H1
r Hm ( 298.15K )

摩尔反应焓的计算


以上公式称作基希霍夫公式
例：求水蒸气和石墨反应 H2O(g) + C(石墨) = H2(g) + CO(g)
的r Hm (298K), r Um (298K)及r Hm (600K), 假定气体 均可看作理想气体。已知：
f Hm[H2O(g),298K]＝－ 241.8 kJ.mol-1, f Hm[CO(g),298K]＝－ 110.53 kJ.mol-1, 平均热容 Cp,m[C(石墨)]＝10.46 J.K.mol-1, H2O(g), H2(g)及 CO(g)的平均热容均按 Cp,m = 29.29 J.K.mol-1计。
标准摩尔反应焓的计算
1. 标准摩尔生成焓 由单质生成化合物的反应称为生成反应.
单质1(稳定相)+单质2(稳定相)+… f Hm (T ) 1mol化合物B (相)
(标准态, T)
(标准态, T)
(标准态, T)
对一定相态的物质B, 其标准摩尔生成焓 fHB (,T) 仅是温度的函数, 298.15K时的值可以从手册查出, 是
4
例: 计算下列反应的标准摩尔反应焓r Hm (298K) : 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g)
已知25℃时, fHm [NO(g)]= 90.4 kJ/mol fHm [H2O(g)]= - 241.8 kJ/mol fHm [NH3(g)]= - 46.1 kJ/mol
298.15K下H2O(l) 298.15K下H2O(g)
f
H m
285.83kJ
mol 1
f
H m
241.82kJ
mol 1
写化学计量式时,要注明物质的相态!
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稳定产物 T, p
∆r Hm
gG + hH T, p
∆H 1
∆H 2
9
∆ r H m = ∆H 1 − ∆H 2
= (a∆ c H m, A + b∆ c H m , B ) − ( g∆ c H m,G + h∆ c H m , H )
= −∑ν B ∆ c H m (B )
ν B为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取
∆ r H m (T1 ) ∆ r H m (T2 )
→
r
∆ H m (T2 )
gG(γ)+hH(δ) T2,标准态
∆H1
aA(α)+bB(β) T1,标准态r → ∆来自 2∆ H m (T1 )
gG(γ)+hH(δ) T1,标准态
16
∆ r H m (T2 ) = ∆ r H m (T1 ) + ∆H1 + ∆H 2
25 5 1 C5 H 5 N(l) + O 2 (g) = 5CO 2 (g) + H 2O(l) + N 2 (g) 4 2 2
∆ r H m = ∆ H (C H N, l) c m 5 5
只有可燃性物质才有燃烧焓
8
(2).利用各物质的摩尔燃烧焓求化学反应焓变：
aA + bB T, p
→
T2
=
− aC p ,m ( A) − bC p ,m ( B)]dT
= ∆ r H m (T1 ) + ∫ ∆ r C p ,m dT
T1
17
T2
∆r Hm (T2 ) = ∆r Hm (T1 ) + ∫ ∆rCp,mdT
T1
T2
其中，
∆ r C p ,m = ∑ν B C p ,m ( B, β )
= ∑ν B ∆ f H m (B)
ν B为计量方程中的系数，对反应物取负值，生成物取
正值。
5
2. 标准摩尔燃烧焓 Standard molar enthalpy of combustion
（1）定义 ） 在温度为T 的标准态下，1mol的β相态的物质B(β) 与氧进行完全氧化反应时 ，该反应的焓变即为 该物质B(β)在温度T 时的标准摩尔燃烧焓
CH 4 (g) + 2H 2O(g) = CO 2 (g) + 4H 2 (g)
状 变
∆H
1
状
∆H 4
T2=298.15K
CH可 4 (g) + 2H 2O(g) 相
逆 变
∆H
2
变
∆ H 1 = [C p ,m (CH 4 , g) + 2C p ,m (H 2 O, g) ] ( T2 − T1 )
★C(石墨) + O2 (g)＝CO2 (g) 与 H2(g) + 1/2O2 (g)＝H2O (l) 两反应的∆fHm 与∆cHm 有何特点？
∆fHm (CO2,g) = ∆cHm (石墨,s)
∆fHm (H2O,l) = ∆cHm (H2,g)
12
例12： 已知 ℃时： ： 已知25
∆c H m (C2 H 5OH, l ) = −1366 .8 kJ ⋅ mol −1
(C6H5·C2H3)
★ 8C (石墨) + H2(g)
∆cHm (石墨)
C6H5 ·C2H3(g)
∆cHm (H2,g)
∆cHm (C6H5·C2H3,g)
8CO2 (g)+ 4H2O(l)
O O O O vB ⋅ ∆f H m (B, β, T ) =∆f H m (C6 H5 ⋅ C2 H3 , β, T ) = ∆r H m (T ) = −∑ vB ⋅ ∆c H m (B, β, T ) ∑ B B
显然，规定的指定产物不同，焓变值也不同，查表 时应注意。298.15 K时的燃烧焓值有表可查。
完全氧化物的
∆c H m
=0
7
规定产物不一定是物质燃烧所实际生成的产物
C 2 H 5OH(l) + 3O 2 (g) = 2CO 2 (g) + 3H 2O(l)
∆ r H m = ∆c H m (C 2 H 5 OH, l)
∆ f H m (CO 2 , g ) = −393 .51 kJ ⋅ mol −1 ∆ f H m (H 2O, l ) = −285 .83 kJ ⋅ mol −1
求液态乙醇在25 时的标准摩尔生成焓。 求液态乙醇在 ℃时的标准摩尔生成焓。
∆ f H m (C 2 H 5OH, l )
13
乙醇的燃烧反应为： 解: 乙醇的燃烧反应为：
CO2(g) -393.51 37.10
H2(g) 0 28.82
-74.81 35.31
19
T =1000K
CH 4 (g ) + 2H 2O(g ) = CO 2 (g ) + 4H 2 (g )
∆r C p,m = ∑ν B C p,m,B
= Cp,m (CO 2 , g ) + 4Cp,m ( H 2 , g ) − Cp,m (CH 4 , g ) − 2Cp,m ( H 2O, g )
∆ c H m （β，T）
单位: 单位
kJ ×mol-
1
6
“完全氧化”是指在没有催化剂作用下的自然燃烧 完全氧化” 完全氧化 （ ， 元素： 含C元素：完全氧化产物为CO2 g） 而不是 元素 元素： 含H元素：完全氧化产物为 H2O（l）而不是 元素 ， （g） 元素： 含S元素：完全氧化产物为 SO2 ，而不是 元素 含N元素：完全氧化产物为 N（g） 元素： 元素 2 元素:完全氧化产物为 含Cl元素 完全氧化产物为 HCl(aq) 元素 CO（g） H2O（g） SO（g） 3
B
∆r H m (T) = ∆r H m ( 298.15K ) + ∆r C p,m (T − 298.15)
= 199.97kJ·mol-1
20
范围内， 若在温度区间 T1 到T2 范围内，反应物或产物有相变化
例15：求1000K下，下列反应的 ∆ r H m ： 下
CH4(g) + 2H2O(g) = CO2(g) + 4H2(g) 已知298.15K，下列热力学数据： ，下列热力学数据： 已知 CH4(g) ∆ f H m /kJ·mol-1 -74.81 CH4(g)
= 49.91J·mol-1·K-1
∆ r H m ( 298 .15 K ) = ∑ ν B ∆ f H m ( B ,298 .15 K )
= ∆f H m (CO 2 , g ) − 2∆f H m (H 2O, g ) − ∆f H m (CH 4 , g )
= 164.94kJ·mol-1
CH 4 (g ) + 2H 2O(g ) = CO 2 (g ) + 4H 2 (g )
已知各物质在298.15K下的热力学数据： 下的热力学数据： 已知各物质在 下的热力学数据 CH4(g) ∆ f H m /kJ·mol-1
C p,m /J·mol-1·K-1
H2O(g) -241.82 33.58
14
) 3. ∆r Hm ( T 随温度的变化 --------基希霍夫 基希霍夫(Kirchhoff)公式 基希霍夫 公式
298.15K, p 下的
∆ c H计算 m
∆r Hm 可直接由手册查出
∆f Hm
如何计算？ 但其它温度的∆ r H m如何计算？
15
已知： 已知： 待求： 待求： aA(α)+bB(β) T2,标准态
kJ ×mol1
1
稳定单质： 稳定单质：O2, N2, H2(g)，Br2(l) ， C(石墨 ，S(斜方晶 (s) 石墨) 斜方晶) 石墨 斜方晶
自身 ∆ f H m = 0
CO2 g） 298.15 K的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变： （ 在 的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变： 的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变 C( 石墨) + O2 g） 298.15 K CO2 g） （ 揪 标准态 （ 揪 H2SO（l） 298.15 K的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变： 的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变： 在 的标准摩尔生成焓对应如下反应的焓变 4 H（g） S(正交) + 2O2 g） 298.15 K H2SO（l） + （ 揪 标准态 揪 2 4
11
(3)标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧反应焓间的相互关系： 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧反应焓间的相互关系： 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧反应焓间的相互关系
∆rHmθ
∆fHm ∆cHm
说明： ∆fHm ： 指生成 1 mol 产物
∆cHm ：燃烧 1 mol 反应物 ∆rHm ：按计量式进行的反应 ∆rHm = ∆fHm
基希霍夫定律 基希霍夫定律
d∆ r H m (T ) = ∆ r C p ,m dT 注：①T1~T2间不能有相变
②对于理想气体、液态、固体：压力 p 的影响可 对于理想气体、液态、固体： 忽略， 的影响； 忽略，只考虑温度 T 的影响； 问题：若反应焓不随T变化，表明？
18
例14：求1000K下，下列反应的 ∆ r Hm ： 下
3
(2).利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变：
aA + bB T, p
→
稳定单质 T, p
∆r Hm
gG + hH T, p
∆H 1
∆H 2
4
∆ r H m = ∆H 2 − ∆H 1
= ( g∆ f H m,G + h∆ f H m , H ) − (a∆ f H m , A + b∆ f H m , B )