(9.2.4)--2.2-3化学反应过程的能量变化.pdf

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1、工程化学工程化学工程化学工程化学化学反应的基本化学反应的基本化学反应的基本化学反应的基本规律规律规律规律化学反应中的能量化学反应中的能量化学反应中的能量化学反应中的能量变化变化（变化变化（3 3 3 3）Engineering Chemistry化学反应中的能量化学反应中的能量化学反应中的能量化学反应中的能量变化变化（变化变化（3 3 3 3）目 录CONTENTS化学计量数反应热的计算1.化学计量数将任一化学方程式ABYZabyz化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化abyz写作 0ABYZabyz并表示成 BBB0反应物反应物或产物或产物 化化计量数计量数反应物A，B的化学计量数为负，产

2、物Y，Z的化学计量数为正。ABYZabyzabyz 0ABYZabyz反应物反应物或产物或产物化化 学学计量数计量数223N(g)+3H(g)=2NH(g)化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化化学反应、方程式写法不同，则同一物质的化学计量数不同。例如：22313N(g)+H(g)=NH(g)例如：223N(g)+H(g)=NH(g)22N(g)+3H(g)=2NH(g)则同一物质的化学N(g)+H(g)=NH(g)N(g)+H(g)=NH(g)2.反应热的计算（1）盖斯定律化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化（1）盖斯定律在定压或定容条件下，一个化学反应无论一步完成还是分几步完成，其反

3、应热相等盖斯定律的建立，使热化学方程式可以像普通代数方程式一样进行计算，还可以从已知的反应热数据，计算出难以实验测定的反应热数据一个化学反应无论一其反应热相等。使热化学方程式可以像普还可以从已知的反计算出难以实验测定的反应热数据。例如，石墨C与O2反应生成CO气体的反应热直接测量，可以设计一个如下图所示的循环CO(g)+0.5O化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化途径途径2,反应反应cCO(g)+0.5OC（石墨石墨）+O2(g)途径途径反应反应途径途径2,反应反应c（石墨石墨）2(g)T,V Hc由盖斯定律可得 HC Ha+Hb，故可计算出气体的反应热难以可以设计一个如下图所示的循环：C

4、O(g)+0.5OCO2(g)CO(g)+0.5O2(g)T,V途径途径1反应反应b HbT,V故可计算出 Ha。（2）标准摩尔反应焓标准摩尔反应焓变是指参加反应的各物质都处于化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化标准态时的反应焓变。ABYZabyz 反反应应物物生生成成物物）(mrmmHHH(A)-(Z)(Y)mmm HaHzHyrmBmB(B)H H(Z)(Y)mAmZmY HHH标准摩尔反应焓变是指参加反应的各物质都处于ABYZ反反应应物物）(B)-m Hb(B)(A)mBm H化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化（3）由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓在标准压力下反应温度时由元素

5、在标准压力下，反应温度时，由元素单质生成1摩尔物质B的反应焓变，称为物质准摩尔生成焓。符号:(B,T)单位：Jmol-mfH 元素最稳定的单质物质 f m,fBm,fmrHHH最最稳稳定定单单质质 最最稳稳定定单单质质m,fH由标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓由元素最稳定的由元素最稳定的称为物质B的标-1或kJmol-1物质B Bm,H Bm,fH几点说明：1）一般298.15 K时的数据有表可查2）所谓“元素最稳定的单质”为元素的最稳定态2）所谓元素最稳定的单质，为元素的最稳定态碳指 C(石墨)；硫指 S(正交)；磷红磷；溴指Br2(l)；汞指Hg(l)；氧、氮等指双原子气体生成焓为相对值3

6、）生成焓为相对值；4）元素最稳定的单质的标准摩尔生成焓等于零时的数据有表可查。为元素的最稳定态为元素的最稳定态。磷，过去指白磷，近年有些文献指稀有气体指单原子气体；氢、氟、的标准摩尔生成焓等于零。化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化考虑的出发点：任何一个化学反应，其全部反应物及全部产物均可由相同种类及数量的单质所以可构成以下循环途径：反应物（标准态）产（标准态0mrH 构成以上两者的最稳定单质（标准态）H1 H其全部反应相同种类及数量的单质生成。产 物标准态）H2化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化aA +bB(标准态）yY+zZ（0mrH 可构成两者的最稳定单质（标准态）H1 B B

7、A A mfmfmfmf1BABAHHHbHaH 产物产物产物产物 mf2HH 反应物反应物反应物反应物B BA A mfH同理 BBmr HHH12所以：yY+zZ标准态）H2 0B mfB H例1 由教材附录数据计算反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化1标准大气压时的反应热。HH解：查表可知2mfkJmol51.393)(CO H-1mfkJmol-110.53(CO)H2mfO)(H H BmfBmrHH=（-393.51）+0-（-110.53）+（=-41.16 kJmol-1g）在298K，-1kJmol-1kJmol82.241-O)（-241.82）小结化学计量数反应热的计算