第一章化学基本量和化学计算（课件）《无机化学》热化学方程式同步教学（化学工业出版社第三版）

第五节热化学方程式 2.反应热的计算—热化学数据的建立及其应用 前已指出，利用赫斯定律，可由已知相关反应的热效应来间接计算某一指定反应的热效应。 为了寻求一种只利用最少数目的相关反应的反应热数据计算任一反应的反应热的方法，人们在赫斯定律的基础上建立了常用的热化学数据库。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （1）由标准生成热计算反应热 现以葡萄糖在体内氧化供给能量的反应为例加以说明。该氧化反应可由下列四种物质的生成反应，经代数消元法处理而得出： ① 6C(石墨)+6H2(g)+3O2(g) = C6H12O6(s) △rHΘm,1 ② O2(g) = O2(g) △rHΘm,2 ③ C(石墨)+ O2(g) = CO2 (g) △rHΘm,3 ④ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △rHΘm,4 〔6×③+6×④〕－〔①+6×②〕，得： C6H12O6(s)+6 O2(g) = 6 CO2 (g)+6 H2O(l) △rHΘm,5 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 根据赫斯定律，反应⑤的反应热为： △rHΘm,5 = （6△rHΘm,3+6△rHΘm,4）－ （△rHΘm,1+6△rHΘm,2） △rHΘm,1可理解为在指定温度及压力下，1mol C6H12O6(s)的焓值与单质石墨、氢及氧的焓值之差。 如果将稳定单质石墨、氢及氧的焓值规定为零，则△rHΘm,1即为生成物C6H12O6(s)（相对于这些单质）的生成焓（或生成热）。其余三种物质的生成热也以此类推可定义。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 显然，其中的O2(g)是稳定单质，实际上其生成反应并没有发生，故稳定单质的生成热为零。从上例可见，反应式⑤ 的热效应可由式中相关物质的生成热算出。为使实验数据有统一的标准，有必要引出标准生成热的概念。 标准生成热(standard heat of formation)是指在给定温度及标准压力下，由稳定单质生成1mol物质的生成反应的热效应，用符号△fHΘm(B,T)表示，下标“f”表示生成，B表示此物质，T表示反应温度。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 所谓稳定单质是指在给定的温度和压力下能够稳定存在的单质。如在298K、pΘ下，O2(g)、 H2(g) 、C(石墨)、S（斜方）、Br2(l)、Hg(l) 等等均为稳定单质；而Br2(g)、O2(l)、C(金刚石)、S(单斜)等等在上述条件下不能稳定存在，所以不是稳定单质。在定义标准生成热时，常规定稳定单质的标准生成热为零。 若将化学反应写成如下的通式 aA+dD=eE+fF 则该反应在标准态下的反应热 △rHΘm（T）=〔e△fHΘm(E,T)+f△fHΘm(F,T)〕产物 －〔a△fHΘm(A,T)+d△fHΘm(D,T)〕反应物 或 △rHΘm（T）=∑υB△fHΘm(B,T) 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 此即利用△fHΘm(B,T)计算任一化学反应的热效应的公式，式中υB为化学计量数。由于附录中的标准生成热为298.15K的数据，下列公式更为常用： △rHΘm（298K）=∑υB△fHΘm(B,298K) 例题： 反应 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) 在标准态及298.15K下的反应热效应为△rHΘm（298K）= -2600.4kJ·mol-1 。已知相同条件下，CO2(g)和H2O(l)的标准生成热分别为–393.5 kJ·mol-1 和–285.8 kJ·mol-1。 试计算乙炔C2H2(g)的标准生成热△fHΘm(298K)。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级