(技巧)盖斯定律化学反应热计算
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利用盖斯定律计算反应热的方法(原创实用版2篇)目录(篇1)1.反应热的概念及意义2.盖斯定律的原理和应用3.利用盖斯定律计算反应热的步骤和方法4.注意事项和实际应用正文(篇1)一、反应热的概念及意义反应热是指化学反应中,由于物质发生化学变化而产生的能量。
反应热通常以热量的形式表现出来,单位为千焦耳(kJ)或焦耳(J)。
反应热的意义在于能够衡量化学反应中物质能量的变化,从而为工业生产、能源利用等领域提供数据支持。
二、盖斯定律的原理和应用盖斯定律是指一个化学反应,无论经过多少次,其总热效应等于各个分步反应的热效应之和。
也就是说,如果已知一个化学反应的反应热,那么通过加减分步反应,可以得到其他化学反应的反应热。
在实际应用中,盖斯定律可以用于计算反应热,以解决实验数据不准确、误差大等问题。
此外,盖斯定律还可以用于化学反应路径优化,降低能量消耗,提高反应效率。
三、利用盖斯定律计算反应热的步骤和方法1.分析待求反应的各个分步反应,并确定已知的反应热。
2.根据已知的反应热,利用盖斯定律计算待求反应的反应热。
3.整理计算结果,得到待求反应的反应热。
例如:假设已知A→B的反应热为ΔH1,B→C的反应热为ΔH2,求A→C的总反应热。
根据盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2。
整理后即可得到A→C的总反应热。
四、注意事项和实际应用在实际应用中,需要注意以下几点:1.盖斯定律只适用于等温等压条件下的化学反应。
如果反应条件不同,需要先进行转化,才能利用盖斯定律计算反应热。
2.在计算过程中,要注意各个分步反应的焓变符号和数值的准确性。
目录(篇2)1.引言2.盖斯定律的原理3.利用盖斯定律计算反应热的方法4.结论正文(篇2)一、引言盖斯定律是一种用于计算反应热的热力学定律。
反应热是指一个化学反应发生时,系统内所发生的热量变化。
盖斯定律是指在已知一个化学反应的情况下,通过一定的数学运算,可以推算出其他与之等效的化学反应。
二、盖斯定律的原理盖斯定律基于一个简单的原理:能量守恒。
利用盖斯定律计算反应热的方法【原创实用版3篇】目录(篇1)1.盖斯定律的定义与原理2.利用盖斯定律计算反应热的方法3.反应热的计算实例4.盖斯定律在反应热计算中的应用优势5.总结正文(篇1)一、盖斯定律的定义与原理盖斯定律是热力学的基本定律之一,它阐述了化学反应的热效应与反应的途径无关,只取决于反应物和生成物的总能量差。
这个定律可以简单地表述为:一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。
二、利用盖斯定律计算反应热的方法利用盖斯定律计算反应热的方法主要分为以下几个步骤:1.确定反应物和生成物的能量状态:根据反应方程式,确定反应物和生成物的能量状态,通常用 H(焓)表示。
2.计算反应物和生成物的能量差:根据能量状态,计算反应物和生成物的能量差,即ΔH。
3.应用盖斯定律:根据盖斯定律,反应热(ΔH)只与反应物和生成物的总能量差有关,而与反应的途径无关。
因此,可以根据反应物和生成物的能量差计算出反应热。
三、反应热的计算实例以反应 2NO2(g)→2NO(g)+O2(g)为例,根据反应方程式,反应物 NO2 的能量状态为 H1,生成物 NO 的能量状态为 H2,生成物 O2 的能量状态为 H3。
假设 H1 为 -113.0kJ/mol,H2 为 -33.0kJ/mol,H3 为0kJ/mol,则反应热ΔH 为:ΔH = H1 - (H2 + H3) = -113.0kJ/mol - (-33.0kJ/mol + 0kJ/mol) = -80.0kJ/mol。
四、盖斯定律在反应热计算中的应用优势盖斯定律在反应热计算中的应用优势主要体现在以下几点:1.可以简化反应热的计算过程:利用盖斯定律,只需计算反应物和生成物的能量差,就可以得到反应热,避免了复杂的热化学方程式计算。
2.可以用于难以直接测量反应热的情况:有些反应的热效应难以直接通过实验测量,利用盖斯定律可以方便地计算出反应热。
3.可以用于预测未知反应的热效应:当反应物和生成物的能量状态已知时,可以利用盖斯定律预测未知反应的热效应。
反应热的计算一.盖斯定律1.知识回顾在条件不变的情况下,化学反应的热效应只与起始和终了状态有关,与变化途径无关。
它是由俄国化学家盖斯发现并用于描述物质的热含量和能量变化与其反应路径无关,因而被称为盖斯定律【练习】现已知石墨和co的燃烧热分别为393.5KJ/mol和283.0KJ/mol,求C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热【思考】化学反应的反应热与反应途径有关吗?为什么?(联想物理学科中重力做功与物体【归纳总结】反应物A变成生成物D,可以有两个途径①由A直接变成D,反应热为∆H;②由A变成B,B变成C,C再变成D,每步的反应热分别为∆H1,∆H2,∆H3,则有∆H=【应用】通过盖斯定律可以计算出一些不能直接测量的反应的反应热【基础巩固】①已知:H2(G)+1/2O2(G)=H2O(G)∆H=-241.8KJ/MOLH2O(G)=H2O(L)∆H=-44KL/MOL则:H2(G)+1/2O2(G)=H2O(L) ∆H=②已知:H2O(g)===H2O(l);ΔH1=-Q1kJ/molC2H5OH(g)===C2H5OH(l);ΔH2=-Q2kJ/molC2H5OH(g)+3O2(g)―→2CO2(g)+3H2O(g);ΔH3=-Q3kJ/mol若使23g液态酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为KJA.0.5Q2-0.5Q3-1.5Q1B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3D.0.5(Q1+Q2+Q3)③室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为△H1,将1mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为△H3。
则下列判断正确的是A.△H2>△H3B.△H1<△H3C.△H1+△H3 =△H2D.△H1+△H2 >△H3④向足量H2SO4溶液中加入100mL 0.4 mol·L-1Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12 kJ。
盖斯定律及其计算一:盖斯定律要点1840年,瑞士化学家盖斯(G 。
H 。
Hess,1802—1850)通过大量实验证明,不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
这就是盖斯定律。
例如:可以通过两种途径来完成。
如上图表:已知:H 2(g )+21O 2(g )= H 2O (g );△H 1=-241.8kJ/mol H 2O (g )=H 2O (l );△H 2=-44.0kJ/mol根据盖斯定律,则△ H=△H 1+△H 2=-241.8kJ/mol+(-44.0kJ/mol )=-285.8kJ/mol盖斯定律表明反应热效应取决于体系变化的始终态而与过程无关。
因此,热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理。
该定律使用时应注意: 热效应与参与反应的各物质的本性、聚集状态、完成反应的物质数量,反应进行的方式、温度、压力等因素均有关,这就要求涉及的各个反应式必须是严格完整的热化学方程式。
二:盖斯定律在热化学方程式计算中的应用盖斯定律的应用价值在于可以根据已准确测定的反应热来求知实验难测或根本无法测定的反应热,可以利用已知的反应热计算未知的反应热。
,它在热化学方程式中的主要应用在于求未知反应的反应热,物质蒸发时所需能量的计算 ,不完全燃烧时损失热量的计算,判断热化学方程式是否正确,涉及的反应可能是同素异形体的转变,也可能与物质三态变化有关。
其主要考察方向如下:1.已知一定量的物质参加反应放出的热量,写出其热化学反应方程式。
例1、将0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷(B 2H 6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ 热量,该反应的热化学方程式为_____________。
又已知:H 2O (g )=H 2O (l );△H 2=-44.0kJ/mol ,则11.2L (标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ 。
化学反应热的计算一、盖斯定律1. 内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热 是相同的。
如图 1-15所示:12H H H ∆=∆+∆,345H H H H ∆=∆+∆+∆。
盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现。
2.对盖斯定律的理解:① 途径角度;② 能量守恒角度由于在指定的状态下,各种物质的焓值都是确定且唯一的,因此无论经过哪些步骤从反应物变成产物,它们的差值是不会改变的。
说明:能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。
3.意义:应为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应的反应热造成了困难。
此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。
说明:利用盖斯定律应注意以下几点:a.一个热化学方程式中分子式前的化学计量数同时扩大一定的倍数时,焓变也相应地扩大相同的倍数。
b.若将一个热化学方程式中的反应物与生成物颠倒,则焓变的正负号也相应地改变。
c.若热化学方程式相加,则焓变也相加;若热化学方程式相减,则焓变也相减。
4.方法技巧拓展常用的有关反应焓变的简答计算的方法归类:⑴ 根据热化学方程式进行计算:焓变(△H)与反应物各物质的物质的量成正比。
⑵ 根据反应物和生成物的能量计算:△H = 生成物的能量之和 — 反应物的能量之和。
⑶ 根据反应物和生成物的键量计算:△H = 生成物的总键量 — 反应物的总键量。
⑷ 根据盖斯定律计算:a.根据盖斯定律的实质,分析给定反应与所求反应物质与焓变关系。
b.运用解题技能,将已知热化学方程式进行变换、加减得到待求反应的热化学方程式。
⑸ 根据比热容和温度差进行计算:21()Q c m T T =-⋅⋅-。
⑹ 根据燃烧热、中和热计算:可燃物完全燃烧放出的热量 = n(可燃物) × 其燃烧热中和反应放出的热量 = n(H 2O) × 中和热5.应用盖斯定律求反应热通常用两种方法:⑴ 虚拟路径法:如:C(s) + O 2(g) ==== CO 2(g)可设计为:⑵ 加减法:确定目标方程式后,以每一步反应的中间产物为桥梁对方程式进行化学计量数调整、加减,消去中间产物,得到目标方程式,H ∆也做相应的调整和加减运算,即得到目标方程式的H ∆。
利用盖斯定律计算反应热的方法盖斯定律(Gibbs' Law)是热力学中非常重要的定律之一,它可以用来计算化学反应的热力学热变化。
该定律可以表示为以下方程式:ΔG=ΔH-TΔS其中,ΔG表示反应的自由能变化,ΔH表示反应的焓变化,ΔS表示反应的熵变化,T表示温度。
1.确定反应物和生成物:首先确定化学反应中的反应物和生成物。
这些物质在反应方程式中是明确的。
例如,对于A+B→C+D的反应,A和B 是反应物,C和D是生成物。
2.确定反应的热化学方程式:根据反应物和生成物,建立反应的热化学方程式。
这些方程式描述了反应物与生成物之间的化学反应关系,同时还包括反应的系数和状态标识。
3.确定反应的焓变化:利用已知的标准生成焓(ΔH°)值,计算反应的焓变化。
标准生成焓是指在标准状态下,1摩尔物质形成的过程中放出或吸收的热量。
通过查阅化学手册或热化学数据库确定反应物和生成物的标准生成焓,然后根据反应方程中的系数计算反应的焓变化。
4.确定反应的熵变化:确定反应的熵变化也需要一些信息。
从反应物到生成物的熵变可以通过已知的标准摩尔熵(ΔS°)值计算得出。
标准摩尔熵是指在标准状态下,1摩尔物质的熵变。
5. 确定温度:在应用盖斯定律计算反应热时,还需要确定反应发生的温度。
温度的单位通常是Kelvin(K)。
6.应用盖斯定律计算反应热:根据以上确定的ΔH,ΔS和温度值,应用盖斯定律进行计算。
7.解释结果:根据计算所得的反应热ΔG值,可以判断反应是自发进行的还是不自发进行的。
当ΔG<0时,反应是自发进行的,反应具有较大的发生倾向性。
当ΔG>0时,反应是不自发进行的,需要提供能量才能发生。
需要注意的是,在进行计算时要确保所有物质的标准生成焓和标准摩尔熵都是在相同温度下进行计算的。
此外,这种计算方法适用于理想气体和溶液的状态,对于其他复杂的体系可能需要考虑更多因素。
总而言之,利用盖斯定律计算反应热的方法是根据盖斯定律的方程式和已知的物质的焓变化和熵变化,应用热力学原理进行计算,以确定反应的自发性和热力学热变化。
反应热计算方法
反应热的计算
(1)盖斯定律内容:不管化学反应是一步完成或是分几步完成,其反应热是相同的。
或者说,化学反应的的反应热只与体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
反应热的计算常见方法:
(1)利用键能计算反应热:通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能,键能通常用E表示,单位为kJ/mol或kJ·mol-1。
方法:ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物),即ΔH等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。
如反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)ΔH=E(H—H)+E(Cl—Cl)-2E(H—Cl)。
(2)由反应物、生成物的总能量计算反应热:ΔH=生成物总能量-反应物总能量。
(3)根据盖斯定律计算:
反应热与反应物的物质的量成正比。
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关.即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
例如:由图可得ΔH=ΔH1+ΔH2.
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盖斯定律化学反应热的计算计算反应热的解题方法与技巧:首先需要熟练掌握盖斯定律,其次,平时积累起来的计算机巧在反应热的计算中基本适用。
注意遵循:质量守恒定律,能量守恒定律和盖斯定律。
【方法一】方程式加合法:根据可直接测定的化学反应的反应热间接计算难以直接测定的化学反应的反应热,需要应用盖斯定律来分析问题。
解题时,常用已知反应热的热化学方程式相互加合(加、减等数学计算),得到未知反应热的热化学方程式,则相应的反应热做相同的加合即为所求的反应热。
例1.已知298K时下列两个反应焓变的实验数据:反应1: C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1反应2: CO(g)+1/2 O2(g)====CO2(g)ΔH2=-283.0 kJ·mol-1计算在此温度下反应3: C (s)+1/2 O2(g)====CO(g)的反应焓变ΔH3解析:根据反应3找起点:C(s),找终点:CO(g);找出中间产物CO2(g);利用方程组消去中间产物:反应1-反应2=反应3;列式ΔH1-ΔH2=ΔH3=-110.5kJ·mol-1【方法二】平均值法:平均值法特别适用于缺少数据而不能直接求解的计算。
当两种或两种以上物质混合时,不论以任何比例混合,总存在一个平均值,解题时只要抓住平均值,就能避繁就简,迅速解题。
平均值法有:平均相对分子质量法、平均分子式法、平均体积法、平均原子法和平均反应热法等。
平均反应热法是利用两种混合物中每摩尔物质在反应中的反应热的平均值推断混合物质组成的解题方法,常用于有两种物质反应热的计算。
例2:CH 4(g )+2O 2(g )==CO 2(g )+2H 2O (l )ΔH =-889.5kJ ·mol -1C 2H 6(g )+27O 2(g )==2CO 2(g )+3H 2O (l )ΔH =-1583.4kJ ·mol -1C 2H 4(g )+3O 2(g )==2CO 2(g )+2H 2O (l )ΔH =-1409.6kJ ·mol -1C 2H 2(g )+25O 2(g )==2CO 2(g )+H 2O (l )ΔH =-1298.4kJ ·mol -1 C 3H 8(g )+5O 2(g )==3CO 2(g )+4H 2O (l )ΔH =-2217.8kJ ·mol -1如果1mol 上述烃中的两种混合物完全燃烧后放出1518.8的热量,则下列组合不可能是( )A. CH 4和C 2H 4B.CH 4和C 2H 6C.C 3H 8和C 2H 6D.C 3H 8和C 2H 2解析:混合烃的平均燃烧热为1518.8kJ ,则混合烃中,一种烃的燃烧热必大于1518.8kJ另一种烃的燃烧热必小于1518.8kJ ,代入各项进行比较,即可确定正确的选项。
答案:AC【方法四】关系式法:对于多步反应,可根据各种关系(主要是化学方程式,守恒等),列出对应的关系式,快速地在要求的物质的数量与题目给出物质的数量之间建立定量关系,从而免除了设计中间过程的大量运算,不但节约运算时间,还避免了运算出错对计算结果的影响,是经常使用的方法之一。
例4.黄铁矿主要成分是FeS 2.某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时,取0.1000g 样品在空气中充分燃烧,将生成的SO 2气体与足量Fe 2(SO 4)3溶液完全反应后,用浓度为0.02000mol ·L -1的K 2Cr 2O 7标准溶液滴定至终点,消耗K 2Cr 2O 7溶液25.00ml 。
已知:SO 2+Fe 3++2H 2O==SO 42-+Fe 2++4H +Cr 2O 72-+6Fe 2++14H +==2Cr 3++6Fe 3++7H 2O(1)样品中FeS 2的质量分数(假设杂质不参加反应)(2)若燃烧6gFeS 2产生的SO 2全部转化为SO 3气体时放出9.83kJ 热量,产生的SO 3与水全部化合生成H 2SO 4,放出13.03kJ 热量,写出SO 3气体转化为H 2SO 4的热化学方程式(3)煅烧10t 上述黄铁矿,理论上产生SO 2的体积(标准状况)为 L ,制得98%的硫酸的质量为t,SO 2全部转化为时放出的热量是kJ 。
解析:(1)设样品有含有FeS 2 xg ,根据关系式FeS 2-2SO 2-4Fe 2+-32Cr 2O 72-得x=0.09g,因此得FeS 2的质量分数90%.(2)6gFeS 2相当于0.05mol ,生成的SO 3共0.1mol,因此热化学方程式可表示为: SO 3(g )+H 2O(l)==H 2SO 4(l) ΔH =-130.3kJ ·mol -1(3)设有xLSO 2生成,ytH 2SO 4生成,根据关系式求解:FeS 2 - 2SO 2 - 2H 2SO 4120 44.8 19610×90%×106 x y ×98%×106列比例式解得x=3.36×106 L 相当于y=15t.由(2)得0.1molSO 2完全转化SO 3时放出9.83kJ 的热量,0.1molSO 3完全转化为H 2SO 4放出13.03kJ 的热量,因此得当0.1molSO 2完全转化H 2SO 4时共放出热量因此22.86kJ.当有1.5×105 mol 完全转化为H 2SO 4放出的热量为22.86kJ ×1.5×106=3.43×107kJ【答案】(1)90%(2) SO 3(g )+H 2O(l)==H 2SO 4(l) ΔH =-130.3kJ ·mol -1(3)3.36×106 15 3.43×107盖斯定律1.含义(1)不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。
(2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
例如,ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3之间有如下的关系:ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3。
2.意义利用盖斯定律,可以间接地计算一些难以测定的反应热。
例如:C(s)+12O 2(g)===CO(g) 上述反应在O 2供应充分时,可燃烧生成CO 2;O 2供应不充分时,虽可生成CO ,但同时还部分生成CO 2。
因此该反应的ΔH 不易测定,但是下述两个反应的ΔH 却可以直接测得:(1)C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1=-393.5 kJ ·mol -1(2)CO(g)+12O 2(g)===CO 2(g)ΔH 2=-283.0 kJ ·mol -1 根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的ΔH 。
分析上述两个反应的关系,即知:ΔH =ΔH 1-ΔH 2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)+12O2(g)===CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1。
注意:1、热化学方程式可以进行方向改变,方向改变时,反应热数值不变,符号相反;2、热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数;3、热化学方程式可以叠加,叠加时,物质和反应热同时叠加。
利用盖斯定律的计算练习:1、已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1=-26.7 kJ·mol-1②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH2=-50.75 kJ·mol-1③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)ΔH3=-36.5 kJ·mol-1则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为()A.+7.28 kJ·mol-1 B.-7.28 kJ·mol-1C.+43.68 kJ·mol-1 D.-43.68 kJ·mol-1解析根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去:因此将①×3-②-③×2得到:6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g)ΔH=+43.65 kJ·mol-1化简:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)ΔH=+7.28 kJ·mol-1答案A2.已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=Q1 kJ·mol-1C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=Q3 kJ·mol-1若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )A.(Q1+Q2+Q3) Kj B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ D.(3Q1-Q2+Q3) kJ解析46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)根据题意写出目标反应C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH然后确定题中各反应与目标反应的关系则ΔH=(Q3-Q2+3Q1) kJ·mol-1 答案 D3.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为-285.8 kJ·mol-1、-282.5 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。
已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。
则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·mol-1B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=+127.4 kJ·mol-1C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-127.4 kJ·mol-1D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=+127.4 kJ·mol-1解析根据目标反应与三种反应热的关系,利用盖斯定律,首先计算出目标反应的反应热ΔH=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-282.5 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.4 kJ·mol-1。