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标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓

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标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓PPT

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02

如果反应中有固体或纯液体参加，其计量系数不应包含在计算
中。
标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓是温度和压力的函数，因此
03
在不同温度和压力下，需要进行相应的修正。
04 标准摩尔反应焓在化学反 应中的应用
判断化学反应的可能性
反应焓变
通过计算标准摩尔反应焓，可以了解化学 反应的能量变化，进而判断反应是否可能 发生。通常情况下，若反应焓变小于0， 则反应能够自发进行；反之，则不能。
标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓 计算标准摩尔反应焓
2023-10-27
目 录
• 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓 • 标准摩尔反应焓 • 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 • 标准摩尔反应焓在化学反应中的应用 • 标准摩尔反应焓与能源利用
01 标准摩尔生成焓与标准摩 尔燃烧焓
标准摩尔生成焓定义
通过实验测定标准摩尔反应焓，需要使用恒温恒压下的反应体系，并精确测量各组分的物质的量和反 应过程中的温度变化。
常见的标准摩尔反应焓计算方法包括燃烧法、中和法、氧化还原法等。
标准摩尔反应焓的应用
可以利用标准摩尔反应焓来评估化学反应的 能量变化情况，指导化学工艺流程设计、优
化和节能减排。
可以利用标准摩尔反应焓来研究化学反应动 力学和热力学过程，揭示化学反应的本质和
指导化学反应的优化条件
条件优化
标准摩尔反应焓可以指导化学反应的优化条件。通过计算不同条件下的标准摩尔反应焓，可以找到最 佳的反应条件，如温度、压力、浓度等。
催化剂选择
在某些情况下，催化剂可能会影响标准摩尔反应焓。利用标准摩尔反应焓的计算结果，可以为催化剂 的选择提供参考。
05 标准摩尔反应焓与能源利 用

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指在标准状态下，1摩尔物质生成的焓变化。

在化学反应中，摩尔生成焓是一个重要的热力学参数，它可以帮助我们了解化学反应的热力学性质。

计算摩尔生成焓需要考虑反应物和生成物的热化学性质，以及反应的热力学过程。

本文将介绍如何计算标准摩尔生成焓，以及计算中需要考虑的一些关键因素。

首先，计算标准摩尔生成焓需要知道反应物和生成物的热化学性质。

这些性质包括标准生成焓、标准反应焓、标准燃烧焓等。

其中，标准生成焓是指在标准状态下，1摩尔物质生成的焓变化；标准反应焓是指在标准状态下，反应进行的焓变化；标准燃烧焓是指在标准状态下，1摩尔物质完全燃烧生成的焓变化。

这些性质可以通过实验数据或者计算方法得到。

其次，计算标准摩尔生成焓还需要考虑反应的热力学过程。

在化学反应中，反应物和生成物之间会发生化学键的断裂和形成，这会伴随着能量的吸收或释放。

因此，我们需要考虑反应中化学键的能量变化，以及反应物和生成物之间的相互作用。

这些因素可以通过热力学原理和实验数据来确定。

最后，计算标准摩尔生成焓的方法可以通过以下步骤进行：1. 确定反应的化学方程式，包括反应物和生成物的化学式和摩尔数。

2. 根据反应物和生成物的热化学性质，计算反应的标准焓变化。

3. 根据热力学原理，考虑反应中化学键的能量变化和相互作用，得到反应的标准摩尔生成焓。

在实际计算中，我们还需要考虑温度、压力等因素对反应的影响，以及化学反应的放热或吸热特性。

因此，计算标准摩尔生成焓需要综合考虑多种因素，进行准确的计算和分析。

总之，标准摩尔生成焓是化学反应热力学性质的重要参数，它可以帮助我们了解化学反应的热力学过程。

计算标准摩尔生成焓需要考虑反应物和生成物的热化学性质，以及反应的热力学过程。

通过综合考虑多种因素，我们可以准确地计算标准摩尔生成焓，从而更好地理解化学反应的热力学特性。

希望本文的介绍可以帮助大家更好地理解标准摩尔生成焓的计算方法，同时也希望大家在化学反应研究中能够更加深入地了解热力学性质，为化学领域的发展做出更大的贡献。

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。(>、=、<)

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指在标准状态下，1摩尔物质生成的焓变化量。

它是化学反应热力学性质的重要参数，对于理解化学反应的热力学过程具有重要的意义。

在实际应用中，我们经常需要计算物质的摩尔生成焓，以便进行工艺设计、燃烧热分析等方面的工作。

本文将介绍如何计算标准摩尔生成焓的方法，并举例说明。

首先，我们需要了解标准状态的定义。

在化学中，标准状态通常指物质处于1大气压（1 atm）和25摄氏度（298.15K）的状态。

在这种状态下，物质的摩尔生成焓可以通过以下公式进行计算：ΔH° = ΣnΔHf°(产物) ΣmΔHf°(反应物)。

其中，ΔH°表示标准摩尔生成焓，ΔHf°表示标准生成焓，n和m分别表示产物和反应物的摩尔数。

在实际计算中，我们需要首先确定反应物和产物的化学方程式，并且查找它们在标准状态下的标准生成焓数值。

然后，根据上述公式，将这些数值代入计算，即可得到标准摩尔生成焓的数值。

举例说明，以CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)为例，计算该反应的标准摩尔生成焓。

首先，我们需要查找每种物质在标准状态下的标准生成焓数值，然后代入公式进行计算，最终得到结果。

通过以上步骤，我们可以得到该反应的标准摩尔生成焓为-802.3 kJ/mol。

这个数值告诉我们，在标准状态下，1摩尔CH4生成CO2和H2O所释放的热量为-802.3 kJ。

这个结果对于工业生产、燃烧热分析等方面具有重要的应用价值。

总之，标准摩尔生成焓的计算是化学热力学研究中的重要内容，掌握这一计算方法对于理解化学反应的热力学过程、进行工艺设计和燃烧热分析等方面具有重要意义。

通过本文的介绍和举例，相信读者对于标准摩尔生成焓的计算方法有了更深入的了解，希望本文对您有所帮助。

生成焓和反应焓的关系

生成焓和反应焓的关系

生成焓和反应焓的关系
生成焓是最稳定单质反应生成该化合物的反应焓变。

反应焓变是摩尔反应的焓变。

例如：标况下 C（石墨）+O2==CO2 △H=a，a是这个反应的标准摩尔反应焓；a也是CO2的标准摩尔生成焓；a也是C（石墨）的标准摩尔燃烧焓。

可见后者必须是燃烧反应，也就是如CO2之类不能燃烧的物质是不提燃烧焓的。

H2，标准摩尔生成焓规定是0，但是燃烧焓则不是0，因为它燃烧必然是生热的。

CO：标准摩尔生成焓是看2C+O2=2CO的反应热，标准摩尔燃烧焓则是看2CO+O2=2CO2的反应热。

扩展资料：
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。

单质的标准摩尔生成焓为零。

根据定义，由稳定单质生成稳定单质，也就是由自己生成自己，没有发生变化，所以焓变为0，因此稳定单质的标准摩尔生成焓为零。

稳定单质大体包括（标态）：全部金属单质、惰性气体单质、第二周期元素常见单质(除臭氧)、卤族元素单质、某些元素同分异构体：C石墨、P白磷、S斜方。

标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的关系

标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的关系化学中有许多重要的量和概念，其中燃烧焓和生成焓是两个非常重要且常被使用的概念。

它们之间的关系则是通过标准状态下摩尔燃烧焓和摩尔生成焓来进行描述的。

下面将分步骤阐述它们之间的关系。

1. 标准状态下的概念在化学中，希望得到可重复的结果并方便进行比较，因此必须统一多种物质的状态。

因此，标准状态下的定义是由国际化学联合会（IUPAC）所推荐的。

标准状态通常指定为一定温度（通常为298K或25℃）、一定压力（通常为1 atm或100 kPa）和一定浓度（通常为1 mol/L）。

2. 摩尔燃烧焓的定义及计算方法在化学反应中，燃烧反应是一种常见的热化学反应。

燃烧反应通常指物质与氧气发生反应，并释放出能量。

因此，摩尔燃烧焓被定义为在标准状态下，完全燃烧1摩尔某种化合物所释放出来的热量。

摩尔燃烧焓的计算方法如下：- 1、写出完整的化学反应方程式。

- 2、根据化学反应方程式，确定反应物和生成物的化学计量数（如果有化学计量数不为1的物质，必须在方程式中标明）。

- 3、查找每种物质标准状态下的燃烧焓值，并进行乘法和加法，以获得化合物的摩尔燃烧焓值。

3. 摩尔生成焓的定义及计算方法与摩尔燃烧焓类似，摩尔生成焓定义为在标准状态下，生成1mol 特定化合物所需要的热量。

生成焓是一种与燃烧焓相对应的概念，它通常描述的是合成化合物的过程中所需要的能量。

摩尔生成焓的计算方法如下：- 1、写出完整合成的化学反应方程式。

- 2、根据化学反应式，确定反应物和生成物的化学计量数；同时确定反应过程中物质的相对比例。

- 3、查找反应物及生成物在标准状态下的生成焓值。

通过乘法和加法计算出生成一个摩尔化合物所需要的热量。

4. 标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的关系标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓之间的关系是一种非常重要的关系，通常表示为：ΔHfº = -ΔHcº其中ΔHfº指的是标准摩尔生成焓，ΔHcº指的是标准摩尔燃烧焓。

《标准摩尔反应焓的计算》课件


D21H = 0
t2， p2=p1 Ⅱ CO2(g) 1mol H2O 2mol O2 2mol N2 15.05mol
D31 H
D24 H
t3=25℃，Ⅲ 标准态
D
r
H
m
(298.15K )
CH4(g)1mol
t4= t3,标准态,Ⅳ CO2(g) 1mol H2O 2mol
O2 4mol
O2 2mol
)
mz C
⊙
P ,m
((MZ
,
)}dT
代入 式，积分形式为：
D
r
H
m
(T
)
D
r
H
m
(298.15K
)
T 298.15 K
D
r
C
⊙
P ,m
dT
①
式中
⊙
DrCP,m
⊙
BCP,m (B,)
微分形式为：
dD
r
H
m
(T
)
/
dT
⊙
D rCP,m
当D Cr p,m 0，表示标准摩尔反应焓不随温度变化。
单位：J·mol-1 (附录9,
P292)
依据：
DfHm(B, ) = 0
其中： B：单质； ：稳定相态
如：
D
f
H
m
(C
,
石墨,
T
)
0
D
f
H
m
(C
,
金刚石(或无定型),T
)
0
C(无定型) 2H2 ( g) CH4 ( g);
D
r
H
m
(T
)

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

热力学第一定律


H
T2 T1
nCp,mdT

nCp,m (T2
T1)
?J
25
6. 10mol、300K，101.325 kPa的双原子理想气体， 在恒外压506.625kPa的压力下绝热压缩至平衡， 求此过程的终态温度及W、Q、ΔU、ΔH。
解:
n=10mol, pg
p1 =101.325 kPa T1 =300K

r
H
m
(298.15K
)


f
H
m
(C2
H
5OH
,
l
)


B
c
H
m
(
B,298.15K
)

[c
H
m
(C2
H
5OH
,
l
)

2

cH m(C Nhomakorabea石墨)
3

c
H
m
(
H
2
,
g
)

1
/
2
c
H
m
(O2
,
g
)]

?
kJ

mol-1
c
H
m
(石墨)


f
H
m
(CO2
n=10mol,pg
δQ=0
p2 = 506.625kpa
p外=506.625kpa T2 =？
26
解:
n=10mol, pg
p1 =101.325 kPa T1 =300K
n=10mol,pg
δQ=0
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H2
SUCCESS
THANK YOU
2019/10/24
溴和汞的稳定单质为液态Br(l)和Hg(l)；
其余元素的稳定单质均为固体。
碳的稳定态为石墨，而非金刚石；
硫的稳定单质为正交硫即S（正交），而非单斜硫。
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
2.标准摩尔燃烧焓
定义：一定温度下化学计量数vB=-1的有机物质B与氧气进行
完全燃烧反应生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓，称 为物质B在该温度下的标准摩尔燃烧焓。
SUCCESS
THANK YOU
2019/10/24
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
3.标准摩尔反应焓随温度的变化——基希霍夫公式
r
H
m
(T2)Βιβλιοθήκη rH m
(T1)

T2 T1

rC
θ
p,m
dT
其中
r
Cθ p,m

vACpθ,m
(
A)

vBCpθ,m
(B)

vY
Cθ p,m
(Y
)

vZ
Cθ p,m
(Z
)
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 Hm rUm vB (g) RT
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
1.标准摩尔生成焓
定义：一定温度下由热力学稳定单质生成化学计量数vB=1的物
质B的标准摩尔反应焓，称为B在该温度下的标准摩尔生成焓。

r
H
m

vB

f
H
m
(B)
B
此式表明：在一定温度下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生成焓与其化学计量数的 乘积之和。
某些物质的标准摩尔生成焓可从附表九 查得。
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)；
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。
B

其中 vB(g) 为气态反应物及气态产物化学计量数之和，显然
B
vB(g) 0 时
B
vB(g) 0 时
B
r Hm rUm
r Hm rUm
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
5. 燃烧和爆炸反应的最高温度
计算恒压燃烧反应的最高火焰温度的依据是：
100kPa，298K
O2(g)：4mol
CH4(g):1mol N2(g):15.05mol
H=0 恒压，绝热
100kPa，298K
H1
O2(g)：2mol
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
100kPa，T O2(g)：2mol CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
Qp H 0
计算恒容爆炸反应的最高温度的依据是：
Qv U 0
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
例题：
恒定100kPa燃烧反应于298K时用过量100%的空气使甲烷燃烧，求燃 烧产物所能达到的最高温度。
解 CH4(g)+2O2(g) = CO2 (g)+2H2O(g)