物理化学教学课件：第1章 物质的pVT关系和热性质6

1、1-11 标准生成焓和标准燃烧焓Standard Enthalpy of Formation and Standard Enthalpy of Combustion最稳定单质CH2O2N2FeS物 质 BH2OC2H2NH3COf Hc H物 质 BSC2H2NH3CO最终燃烧产物CH2O(l)CO2SO2N2化学反应的表示方法反应物或产物化 学计量数化学反应进度左边物质称为反应物，化学计量数为负，右边为产物，化学计量数为正。dD+eE+gG+rR+(extent of reaction)(stoichiometric number)(reactant or product)反应进度不依赖于物

2、种，但是依赖计量系数。dD+eE+gG+rR+摩尔反应焓：单位反应进度的反应焓变(molar enthalpy of reaction)摩尔反应焓近似是状态函数！由反应体系当前的状态决定。更直观地，也可如下定义：dD+eE+gG+rR+Hm,B可近似看作反应体系当前状态下物质B的摩尔焓，是温度、压力和物质浓度的函数。状态函数只在平衡态下才有意义！摩尔反应焓两种定义等价性的证明：dD+eE+gG+rR+设反应物B的量的微变为DnB=nB(x+Dx)-nB(x)：标准摩尔反应焓：物质处于标准态下的摩尔反应焓(standard molar enthalpy of reaction)dD+eE+gG+

3、rR+处于反应体系当前状态，不是平衡态，只是近似的状态函数。摩尔反应焓：标准摩尔反应焓：都处于标准态，是状态函数，仅依赖温度。就用它了！标准摩尔生成焓：由最稳定的单质生成该物质时 的标准摩尔反应焓(standard molar enthalpy of combustion)标准摩尔燃烧焓：物质在 O2 中完全燃烧时的标 准摩尔反应焓(standard molar enthalpy of combustion)燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)最稳定单质：H2(g), N2(g), O2(g), C(石墨), S(正交硫), Hg(l), Sn(白锡), Cu

4、(s)基 准H2O(l), SO2, N2基 准O2, N2, Cu, Hg(l) +例：标准摩尔（反应焓、生成焓、燃烧焓）的关系+摩尔反应焓标准摩尔反应焓标准摩尔燃烧焓 物质在 O2 中完全燃烧时的标准摩尔反应焓标准摩尔生成焓 由最稳定的单质生成该物质时的标准摩尔反应焓标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓是物质的特性标准摩尔反应焓的数值取决于反应方程式的写法小结：+i.g. 25i.g. 25i.g. 25C3H8C2H4CH43CO2 + 4H2Oi.g. 25l 253C + 4H2石墨 25i.g. 25+5O2-3O2-2O2绿：燃烧蓝：生成注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔生成焓 也不

5、同。注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔燃烧焓 也不同。例1 由标准摩尔生成焓计算25时下列反应的标准摩尔反应焓。解：C2H5OH(g) C4H6(g) H2O(g) H2(g) -235.10 110.16 -241.818 0解：例2 计算下列反应在25时的标准摩尔反应焓。 AgBr(s) Br(aq,) Ag+(aq,) -100.37 -121.55 -105.579 例 由标准摩尔燃烧焓计算下列反应在25时标准摩尔反应焓。已知 (COOH)2, CH3OH (COOCH3)2 -246.0 -726.5 -1678 解：例：试指出下列关系式中，何者是正确的，何者是不正确的。（1）（2

6、）（3）（4）（5）（6） 正确 正确 正确 不正确不正确不正确例：试指出下列关系式何者是正确的、何者是不正确的。(1) （正交硫是硫的最稳定单质）(2)(3) SO2石墨例：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。(、=、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。(、=、) 、=、) Ap,T1 Bp, T1 Bp,2T1=例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200

7、,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.

8、300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。解:(1)CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(1)以1mol混合气体作为物料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,

9、H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(1)以1mol混合气体作为物

10、料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-24

11、1.818解:(1)以1mol混合气体作为物料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430

12、.04-101.525-393.509-241.818解:(1)以1mol混合气体作为物料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2C

13、OCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(1)以1mol混合气体作为物料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压

14、为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(1)例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸

15、气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(2)以1mol混合气体作为物料衡算的基准，首先计算气相中水蒸汽的量。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物

16、的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.818解:(2)以1mol混合气体作为物料衡算的基准。 例：（1）某混合气体由CO,H2,N2组成，各组分的摩尔分数分别为0.200,0.300,0.500。现加入理论需要量的空气，使之在恒压下完全燃烧。已知空气中O2和N2的物质的量之比为1：4，混合气体及空气的温度均为25oC，燃烧产物的温度为825oC ，压力为101325Pa。求25oC压力为101325Pa的1m3混合气体燃烧时

17、放热多少。（2）如果其他条件不变，但燃烧产物的温度为50oC ，问此时有多少水以液态存在。已知50oC时水的饱和蒸气压为12.27kPa。CO2H2O(g)N2COCO2H2O(g)45.2338.2430.04-101.525-393.509-241.8181-12 标准熵Standard Entropy标准摩尔熵(standard molar entropy) 处于标准状态的摩尔熵相对于0K时摩尔熵的差值单位符号摩尔反应熵(molar entropy of reaction) 单位反应 进度的反应熵变标准摩尔反应熵 反应物与产物均处于标准状态时(standard) 的摩尔反应熵1-13 热性质数据的来源Data Resources of Thermal Properties1.热性质的实验测定(experimental determination)恒 容恒 压恒 温氧弹量热计 火焰量热计 热容测定 恒容热效应温度和体积都恒定，且不做非体积功时，体系放出的热量，也记为QV。用氧弹量热计可以测得恒容热效应。 恒压热效应温度和压强都恒定，且不做非体积功时，体系放出的热量，也记为Q