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由标准摩尔生成焓燃烧

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物理化学：1-11 标准生成焓和标准燃烧焓

物理化学：1-11 标准生成焓和标准燃烧焓
Δ cHm
燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)
例：标准摩尔（反应焓、生成焓、燃烧焓）的关系
CO
1 2
O2
CO 2
C O2, N2, Cu, Hg(l) 基 准
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hm
B
B Δf
Hm
(B)
CO
1 2
O2
CO 2
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hm
Δr Hm
-3O2
+ C2H4
i.g. 25℃ p
-2O2
CH4
i.g. 25℃ p
3C + 4H2
石墨 25℃ p
i.g. 25℃ p
蓝：生成
◆注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔生成焓 也不同。
H 2 O(l)
H2O(g)
1 H2 (g) 2 O2 (g)
◆ Δf Hm (H2O, g, T) Δf Hm (H2O, l, T) ΔvapHm (H2O, T)
Δf Hm (CO)
Δc Hm (CO)
例：一化学反应在恒容绝热的条件下进行，反应后系统的 温度和压力均高于反应前的，则系统的DU = 0 DH > 0。 (>、=、<)
恒容绝热过程,DU QV 0
DH DU D( pV ) VDp 0
例：在一个绝热良好、无摩擦、带有活塞的气缸中， 发生一化学反应，系统温度由T1上升到2T1，体积由V1 增至2V1。若反应过程中始终保持p=p外=常数，反应系 统的DU < 0，DH = 0。(>、=、<)

由标准摩尔生成焓燃烧

由标准摩尔生成焓燃烧

§2.10 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
(1)化学反应的摩尔热力学能[变]和摩尔焓[变]
对反应：
反应的摩尔热力学能[变]ΔrＵm和反应的摩尔焓[变]ΔrＨm,即
(1-44)
(1-45)
(2)物质的热力学标准态的规定
气体的标准态：温度为T,压力p?下并表现出理想气体特性的气体纯物质B的(假想)状态；
液体(或固体)的标准态：温度为T,压力p?下液体(或固体)纯物质B的状态。

说明(3)化学反应的标准摩尔焓[变]
(4)热化学方程式
注明具体反应条件(如T,p,聚集态,焓变)的化学反应方程式——叫热化学方程式。

如
(5)盖斯定律
(6)反应的标准摩尔焓[变]△rH （T）的计算
(7)反应的标准摩尔焓与温度的关系
（2-52）推导??B(B)Cp,m=yCp,m（Y）＋zCp,m（Z）－aCp,m（A）－bCp,m（B）
若T2＝T,T1＝298.15K,则式(1-52)变为
（2-53）
式(2-52)及(2-53)叫基希霍夫公式。

应注意，式（2-53）应用于反应过程中没有相变化的情况。

当伴随有相变化时，尚需把相变焓考虑进去。

(8)反应的标准摩尔焓[变]与标准摩尔热力学能[变]的关系。

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

标准摩尔燃烧热

标准摩尔燃烧热

标准摩尔燃烧热摩尔燃烧热是指单位摩尔物质在标准状态下完全燃烧所释放的热量。

它是研究化学反应热力学性质的重要参数，也是评价物质燃烧性能的重要指标之一。

在实际应用中，摩尔燃烧热的大小对于燃料的选择和利用具有重要的指导意义。

下面我们将详细介绍摩尔燃烧热的概念、计算方法以及其在化学领域中的应用。

1. 摩尔燃烧热的概念。

摩尔燃烧热是指在标准状态下，1摩尔物质完全燃烧所释放的热量。

它通常用单位为千焦/摩尔（kJ/mol）。

摩尔燃烧热的大小与燃料的种类、化学成分以及反应条件等因素密切相关。

对于有机化合物而言，摩尔燃烧热的大小与碳氢比、分子内的官能团等因素有关。

摩尔燃烧热的测定对于燃料的燃烧性能评价具有重要的意义。

2. 摩尔燃烧热的计算方法。

摩尔燃烧热的计算通常采用热量平衡法。

以燃烧甲烷（CH4）为例，其燃烧反应方程式为：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。

根据该反应方程式，可以列出反应热量平衡方程式：ΔH = ΣnΔHf(生成物) ΣnΔHf(反应物)。

其中，ΔH为摩尔燃烧热，ΔHf为标准生成焓，n为摩尔数。

通过该方程式可以计算出摩尔燃烧热的数值。

3. 摩尔燃烧热在化学领域中的应用。

摩尔燃烧热在化学领域中具有广泛的应用。

首先，它可以用来评价燃料的能量利用效率。

不同种类的燃料具有不同的摩尔燃烧热，通过比较不同燃料的摩尔燃烧热可以选择出能量利用效率较高的燃料。

其次，摩尔燃烧热还可以用来计算化学反应的热效应。

在实际的工业生产中，通过测定反应的摩尔燃烧热可以评价反应的放热量，从而指导工业生产的设计和操作。

此外，摩尔燃烧热还可以用来计算燃料的热值，为燃料的选择和利用提供重要的参考依据。

综上所述，摩尔燃烧热作为研究化学反应热力学性质的重要参数，在化学领域中具有重要的应用价值。

通过对摩尔燃烧热的研究和应用，可以更好地指导化学反应的设计和操作，促进能源资源的合理利用，推动绿色环保的可持续发展。

因此，加强对摩尔燃烧热的研究和应用具有重要的意义，也是当前化学领域中的重要课题之一。

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

燃烧反应的能量变化与热力学计算

燃烧反应的能量变化与热力学计算

燃烧反应的能量变化与热力学计算燃烧是一种常见的化学反应过程，它在能量转化中起着重要作用。

本文将探讨燃烧反应的能量变化以及如何在热力学计算中应用相关概念。

一、燃烧反应和能量变化燃烧是一种氧化反应，通常涉及燃料与氧气之间的反应。

在燃烧过程中，燃料和氧气发生化学反应，同时释放出能量。

这个过程可以用以下简化的反应方程式表示：燃料 + 氧气→ 产物 + 能量在这个反应方程中，“能量”代表了在燃烧过程中释放出的热量。

根据热力学第一定律，热量可以从系统中流出，也可以流入系统。

在燃烧中，能量的负号表示能量的流出，正号表示能量的流入。

燃料在燃烧反应中释放能量的过程与其燃烧产物的稳定性有关。

通常情况下，燃料比较不稳定，所以在与氧气反应后，产生的燃烧产物更加稳定。

能量的释放是由于反应中极端键断裂和新键形成所导致的。

二、热化学计算中的能量变化在热化学计算中，我们可以使用热力学数据来计算燃烧反应的能量变化。

这些数据包括反应的标准摩尔生成焓（ΔH°），也称为燃烧热。

ΔH°可以通过比较反应物和生成物的标准摩尔生成焓来计算。

标准摩尔生成焓是在标准状态下，单位摩尔物质从元素标准状态形成一种化合物时释放或吸收的热量。

正值表示反应吸热，负值表示反应放热。

以甲烷（CH4）的燃烧为例，反应方程式如下：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O根据化学反应的化学平衡定律，可以得知该反应的标准焓变为-890.3 kJ/mol。

这意味着每摩尔甲烷燃烧产生890.3 kJ的能量。

利用标准焓变的相关数据，我们可以计算其他燃烧反应的能量变化。

这样的计算对于研究能源转化、燃料选择以及环境影响等方面具有重要意义。

三、燃烧反应的能量利用燃烧反应释放出的能量可以应用于各种领域。

例如，燃料的热能可以转化为机械能，从而推动汽车、发电机等设备的运行。

此外，燃烧反应还用于供暖、烹饪和工业生产等领域。

通过合理设计和控制燃烧反应，我们可以更高效地利用能量。

2.11 标准摩尔反应焓的计算


6C(s)+3H2 (g)
∆f Hm{C6H6 (g)}
∆
r
H
m
= ∆f Hm{C6H6 (g)} −
3∆f
Hm{C2H2 (g)}
∑ =
ν
B∆f
H
m
(B)
B
标准摩尔燃烧焓
在标准压力下，反应温度 T 时，物质 B 完全氧化成
相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧焓。
用符号
∆
c
H
m
(物质、相态、温度)表示。
C(s)
+
2H 2
(g)
+
1 2
O2
(g)
=
CH 3 OH(l)
∆f
H
m
(CH3OH,l)
=∆
c
H
m
(C,s)
+
2∆c
H
m
(H
2
,g)
−∆c
H
m
(CH
3OH,l)
自键焓估算反应焓变
键的分解能：将化合物气态分子的某一个键拆散成 气态原子所需的能量，称为键的分解能即键能，可 以用光谱方法测定。 键焓：在双原子分子中，键焓与键能数值相等。在 含有若干个相同键的多原子分子中，键焓是若干个 相同键键能的平均值。
∆rCp=,m 0, T ↑ , ∆r Hm不变(反应热与温度无关)
基尔霍夫Kirchhoff’s Law
绝热反应-非恒温反应
根据状态函数的特点，分步进行热力学计算：
p,T1 dD + eE ∆r Hm=Q p =0→ fF + gG
p,T2 = ?
∆H (1)
∆H (2)

化学原理[6]化学热力学初步


1、微观状态数 定量描述体系的混乱度，需引入微观状 态数()的概念。微观状态数：微观上体系有 多少种存在形式。 气体扩散 真空
扩 散 后 4 3 2 1 0 1 2 3 1 4 6 4 0 4 1
扩散前 左边 4 右边 0 微观状态数 1
结论： 体系粒子的活动范围变大，数目增多， 混乱度增大了，表现在微观状态数增加上。
y
CH4 (g) C(g) 4H(g)
CH 4 (g) CH3 (g) H(g) CH3 (g) CH 2 (g) H(g) CH 2 (g) CH(g) H(g) CH(g) C(g) H(g)
y
BHm = 438.5 kJmol-1
y
BHm = 462.6 kJmol-1
y y y
i
i
对于有机化合物，生成热难以测定，而标 准燃烧热容易通过实验测得(有表可查)，常用 燃烧热计算有机化合物的反应热。
例3：求下述反应的rHm
y
CH3OH(l) 1 2 O2 (g) HCHO(g) H2O(l)
解：反应热等于反应物的燃烧热总和减去产物 的燃烧热总和。
r Hm [c Hm (CH3OH, l) c Hm (HCHO, g)
熵是体系混乱度（无序程度）的标志， 体系熵值的增加意味着体系无序程度的增 加，即由有序走向无序的过程。 化学反应趋向于熵值的增加，即趋向 于rS > 0。熵增是有助于反应自发进行的 另一个因素。
一个化学反应熵变 rS 的计算？ 一般不用 S = k ln 计算。
4.3 物质的标准摩尔熵
热力学第三定律
2、熵
体系状态一定，则体系的微观状态数就一 定。与相关联的应有一种宏观的状态函数，它 可以表征体系混乱度，这个状态函数叫熵(S)。 Boltzmann 公式：

单质的标准摩尔生成焓

单质的标准摩尔生成焓单质是指化学元素中仅含有一种原子的物质，它是化学反应中不可再分的基本物质。

在化学反应中，单质的生成焓是一个重要的物理量，它可以帮助我们了解化学反应的热力学过程。

本文将介绍单质的标准摩尔生成焓的概念、计算方法以及相关的应用。

首先，我们来了解一下标准摩尔生成焓的概念。

标准摩尔生成焓是指在标准状态下，1摩尔物质在其元素状态下生成的焓变化。

标准状态是指物质的温度为298K，压强为1atm。

标准摩尔生成焓通常用ΔH°表示，单位是千焦/摩尔（kJ/mol）。

接下来，我们来看一下如何计算单质的标准摩尔生成焓。

以氧气（O2）为例，氧气在标准状态下生成的焓变化可以表示为：1/2 O2(g) → O(g)。

根据这个反应式，我们可以得到氧气的标准摩尔生成焓ΔH°为0。

这是因为氧气在标准状态下已经是元素状态，不需要消耗能量进行生成。

类似地，其他单质在标准状态下的标准摩尔生成焓也可以根据其元素状态来计算。

单质的标准摩尔生成焓对于化学反应的研究具有重要的意义。

它可以帮助我们预测化学反应的热力学性质，比如反应是否放热或吸热，以及放热或吸热的程度。

此外，标准摩尔生成焓还可以用来计算化学反应的焓变，从而帮助我们了解反应的热力学过程。

除了单质的标准摩尔生成焓，我们还可以计算化合物的标准摩尔生成焓。

化合物的标准摩尔生成焓可以通过化合物的生成反应式来计算，比如水（H2O）的标准摩尔生成焓可以表示为：H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)。

根据这个反应式，我们可以得到水的标准摩尔生成焓ΔH°为-285.8 kJ/mol。

这意味着在标准状态下，1摩尔水的生成会释放出285.8千焦的能量。

在实际应用中，我们可以利用标准摩尔生成焓来计算化学反应的热效应，比如燃烧反应、溶解反应等。

这对于工业生产和环境保护具有重要的意义，可以帮助我们优化反应条件，提高反应效率，减少能源消耗和污染排放。

2-8标准摩尔反应焓的计算


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)
∆r H m = ∑ νB ∆ 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
C(石墨 ) + O 2 (g ) 298.15 K ,→ CO 2 (g ) 标准态
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 2 (g ) + S(正交 ) + 2O 2 (g ) 298.15 K ,→ H 2SO 4 (l) 标准态
∆f H m
∆c H m 计算
∆ 如何计算？ 但其它温度的r H m 如何计算？
16
已知： 已知： 待求： 待求： aA(α)+bB(β) T2,标准态
∆ r H m (T1 ) ∆ r H m (T2 )
→
r
∆ H m (T2 )
gG(γ)+hH(δ) T2,标准态
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§2.10 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
(1)化学反应的摩尔热力学能[变]和摩尔焓[变]
对反应：
反应的摩尔热力学能[变]ΔrＵm和反应的摩尔焓[变]ΔrＨm,即
(1-44)
(1-45)
(2)物质的热力学标准态的规定
气体的标准态：温度为T,压力p?下并表现出理想气体特性的气体纯物质B的(假想)状态；
液体(或固体)的标准态：温度为T,压力p?下液体(或固体)纯物质B的状态。

说明(3)化学反应的标准摩尔焓[变]
(4)热化学方程式
注明具体反应条件(如T,p,聚集态,焓变)的化学反应方程式——叫热化学方程式。

如
(5)盖斯定律
(6)反应的标准摩尔焓[变]△rH （T）的计算
(7)反应的标准摩尔焓与温度的关系
（2-52）推导??B(B)Cp,m=yCp,m（Y）＋zCp,m（Z）－aCp,m（A）－bCp,m（B）
若T2＝T,T1＝298.15K,则式(1-52)变为
（2-53）
式(2-52)及(2-53)叫基希霍夫公式。

应注意，式（2-53）应用于反应过程中没有相变化的情况。

当伴随有相变化时，尚需把相变焓考虑进去。

(8)反应的标准摩尔焓[变]与标准摩尔热力学能[变]的关系。