化学热力学初步课件

第二章化学热力学初步一是物质方面。人们研究化学反应的目的，有两个方面。

二是能量方面。第二章化学热力学初步一是物质方1从物质方面考虑目的是制取氨。如进行反应N2+3H2——2NH3从物质方面考虑目的是制取氨2

用硫粉处理洒落的汞S+Hg——HgS目的是消除单质汞，而绝不是制备HgS。用硫粉处理洒落的汞目3

从能量方面考虑目的是获得能量，不是制取CO2，更不是为了将煤炭处理掉。大量的煤炭燃烧C+O2——CO2从能量方面考虑目的是获得能4蓄电池充电的化学反应，是为了储存能量。蓄电池充电的化学反应，5化学热力学，就是从化学反应的能量出发，去研究化学反应的方向和进行程度的一门科学。化学热力学，就是从化学反应的62.1基本概念2.1.1体系和环境体系我们研究的对象，称为体系。环境体系以外的其他部分，称为环境。2.1基本概念2.7例如，我们研究杯子中的水，则水是体系。水面上的空气，杯子皆为环境。例如，我们研究杯子中的水面上8当然，桌子，房屋，地球，太阳等也都是环境。但我们着眼于与体系密切相关的环境，如水面上的空气和杯子等。当然，桌子，房屋，地球，太阳9又如，若以N2和O2混合气体中的O2作为体系，则N2是环境，容器也是环境。又如，若以N2和O2混合气10

界面体系和环境之间有时有明确的界面，如水和杯子之间。界面体系和环境之间有时有11体系和环境之间有时又无明确的界面，如N2和O2之间。体系和环境之间有时又无明确的12此时，可以设计一个假想界面，从分体积的概念出发，认为VO以内是体系，以外是环境。此时，可以设计一个假想界面，13

宇宙体系和环境放在一起，在热力学上称为宇宙。宇宙体系和环境放在一起，14按照体系和环境之间的物质及能量的交换关系，可以将体系分为三类：敞开体系、封闭体系和孤立体系按照体系和环境之间的物质及能量15敞开体系体系和环境之间既有能量交换，又有物质交换敞开体系体系和环境之间16封闭体系体系和环境之间有能量交换，无物质交换；封闭体系体系和环境之间17孤立体系体系和环境之间既无物质交换，又无能量交换。孤立体系体系和环境之间18若加上一个盖子，则成为封闭体系。一个敞着瓶口，盛满热水的瓶子。则是一个敞开体系。若以水为体系若加上一个盖子，19若将瓶子换成保温瓶，则变成孤立体系。热力学上研究的，多是封闭体系。若将瓶子换成保温瓶，热力学上202.1.2状态和状态函数状态由一系列表征体系性质的物理量所确定下来的体系的一种存在形式。2.1.2状态和状态函数21状态函数确定体系状态的物理量，称为状态函数。状态函数确定体系状态22例如某理想气体体系

n=1mol，

p=1.013105Pa，

V=22.4dm3，

T=273K这就是一种状态。例如某理想气体体系这就是一种23是由n，p，V，T所确定下来的体系的一种存在形式。因而n，p，V，T都是体系的状态函数。是由n，p，V，T所确定下24状态一定，则体系的状态函数一定。体系的一个或几个状态函数发生了变化，则体系的状态发生变化。状态一定，则体系的状态函体系25始态和终态体系变化前的状态称为始态，变化后的状态称为终态。状态变化的始态和终态一经确定，则状态函数的改变量是一定的。始态和终态体系变化前的状态26例如，温度的改变量用

T表示，则

T=T终－

T始同样理解

n，

p，V

等的意义。例如，温度的改变量用T27某些状态函数，如V，n

等所表示的体系的性质有加和性。例如5dm3气体，V=5dm3，它等于体系各部分的体积之和。某些状态函数，如V，n等所28

V，n

等性质称为体系的量度性质，也称为或广度性质或容量性质。V，n等性质称为体系的29

T，p，

等性质，无加和性，称为体系的强度性质。T，p，等性质，302.1.3过程和途径过程体系的状态发生变化，从始态到终态，则称体系经历了一个热力学过程，简称过程。2.1.3过程和途径31若体系在变化过程中，始态、终态的温度和环境的温度等于一个恒值则称为“恒温过程”。若体系在变化过程中，始态、则32若体系在变化过程中，始态、终态的压力和环境的压力等于一个恒值则称为“恒压过程”。若体系在变化过程中，始态、则33若体系和环境之间无热量交换，则称之为“绝热过程”。体积不变称为“恒容过程”若体系和环境之间无热量交换，34

途径完成一个热力学过程，可以采取多种不同的具体方式。每一种具体方式，称为一种途径途径完成一个热力学过程，可35过程注重于始态和终态；而途径注重于具体方式。过程注重于始态和终态；36例如，某理想气体，经历一个恒温过程该过程可以经由许多不同的途径来完成。

p=1105Pa

p=2105Pa

V=2dm3

V=1dm3

恒温过程例如，某理想气体，经历一个恒温过程37状态函数的改变量，取决于始态和终态，不管途径如何不同。在同一过程的每一种途径中，状态函数的改变量均一致。

状态函数的改变量，取决于始在382105Pa1dm31105Pa2dm3途径II4105Pa0.5dm3下面给出其中两种途径：途径I0.5105Pa4dm32105Pa1105Pa途径II439

p=p终－

p始

=2105－1105

=1105（Pa）

p=1105Pap=2105Pa

V=2dm3

V=1dm3

恒温过程p=p终－p始p40

V=V终－

V始=1－2=－1（dm3）

p=1105Pap=2105Pa

V=2dm3

V=1dm3

恒温过程V=V终－V始p412.1.4体积功在热力学过程中，体系对抗外压改变体积，产生体积功。2.1.4体积功42在一截面积为S的圆柱形筒内，理想气体体系经历一热力学过程截面积S在一截面积为S的截面积S43II

lI

受恒外力F

作用。

活塞从

I位移动到II位，移动距离为

l

IIlI44按照传统的功的定义，环境对体系的功II

lIW=F•

l=•

l

•S

FS按照传统的功II45W=F•

l=•

l

•S

FS是外压p外

FSF是外力，W=F•l46

l

•S是体积，这个体积等于过程的

V。

II

lIW=p外

•

l

•S

是外压p外

FSV终V始W=•

l

•S

FS????－

V。

l•S是体积，这个47所以环境所做的功

W=－p外

VW=F•

l=•

l

•S

FS所以环境所做的功W=F•l=48

若体积变化V=0，

则W体=0W体=－p外

V这种功称为体积功，以W体

表示若体积变化V=0，49即W=W体

我们研究的过程与途径，若不加以特别说明，可以认为只有体积功。即W=W502.1.5热力学能（内能）热力学能是体系内部所有能量之和。它包括分子、原子的动能，势能；核能；电子的动能

以及一些尚未研究的能量。2.1.5热力学能（内能）51热力学上用符号U表示热力学能，热力学能经常称为内能。热力学上用符号U表示52虽然体系的热力学能尚不能求得，但是体系的状态一定时，热力学能是一个固定值。因此，热力学能U是体系的状态函数。虽然体系的热力学能尚不能因此53体系的状态发生变化，始终态确定，则热力学能变化量

U

是一定值

U=U终－U始体系的状态发生变化，始终U54T一定，则U

一定。

即若

T=0，则U=0理想气体是最简单的体系，可以认为理想气体的热力学能只是温度的函数。T一定，则U一定。即若55

2.2热力学第一定律2.2.1第一定律的表述某体系由状态I变化到状态II，在这一过程中体系从环境吸热Q

环境对体系做功W2.2热力学第一定律56则有 U=Q+W在这一过程中体系从环境吸热Q

环境对体系做功W若体系热力学能的改变量用

U表示，则有 U=Q+W57即体系热力学能的改变量等于体系从环境吸收的热量Q

与环境对体系所做的功W之和。显然，热力学第一定律的实质是能量守恒。

U=Q+W即体系热力学能的改变量等于显58

例2.1某过程中，体系吸热100J，环境对体系做功－20J。求体系的热力学能的改变量。解：由第一定律表达式

U=Q+W =100+（－20） =80（J）例2.1某过程中，体系吸热59

环境的热力学能改变量怎样求得？已知，体系从环境吸热100J，

环境对体系做功－20J。

从环境考虑，（即把环境当做体系）则有Q环=－100J，W环=20J体系的热力学能增加了80J。环境的热力学能改变量怎样求得？60

所以

U环

=Q环+W环=（－100）+20 =－80（J）环境的热力学能减少了80J。所以U环=Q61

热力学能是量度性质，有加和性。体系加环境为宇宙，故

U宇宙

=U体+U环

=80+（－80）=0所以说热力学第一定律是能量守恒定律。热力学能是量度性质，有加和性622.2.2功和热1.功和热的符号规定

Q

是指体系从环境吸收的热量。

Q=－40J，表示体系放热40J。结论体系吸热为正，放热为负。Q=30J，表示体系吸热30J，2.2.2功和热1.功和热的63

W是指环境对体系所做的功，W=20J

表示环境对体系做功20J，W=－10J

表示体系对环境做功10J。W是指环境对体系所做的功，642.功和热与途径有关

通过理想气体恒温膨胀来说明这个问题。4100kPa4dm3

T=01100kPa16dm32.功和热与途径有关65先考察途径A反抗外压p=1100kPa

一次膨胀至16dm34100kPa4dm3

T=01100kPa16dm34100kPa4dm31100kPa16dm3先考察途径A反抗外压66=－1100kPa（16－4）10－3m3WA=－p外

V=－1200J4100kPa4dm31100kPa16dm3=－1100kPa67再考察途径B，分两步膨胀（1）先反抗外压

p1=2100kPa膨胀到8dm3W1=－p外

V=－2100kPa（8－4）10－3m3=－800J

4100kPa4dm32100kPa8dm3再考察途径B，分两步膨胀（1）68（2）再反抗外压

p2=1100kPa

膨胀到16dm3

W2=－p外

V=－1100kPa（16－8）10－3m3=－800J

2100kPa8dm31100kPa16dm3（2）再反抗外压W2=69

WB=W1+W2

=（－800J）+（－800J）

=－1600J完成同一过程时，不同途径的功不相等。WA

=－1200JWB=W1+W270再看A和B两种途径下的热量Q。由于是理想气体体系，且

T

=0故过程的

U

=0再看A和B两种途径下的71由热力学第一定律

U=Q+WQ=U－W

由于

U=0故

Q=－W由热力学第一定律72由于Q=－W

WB

=－1600JWA

=－1200J，

QB

=1600J

故

QA

=1200J因此，热量Q也和途径有关。由于Q=－WW73功和热与

U

不同，只指出过程的始终态，而不指出具体途径时，是不能计算功和热的。功和热与U不同，只指出74功和热与内能U不同，只有体系的状态发生变化时功和热才有所体现。功和热与内能U不同，752.3热化学把热力学第一定律具体应用于化学反应中，讨论和计算化学反应的热量变化，化学热力学的这门分支学科称为热化学。2.3热化学把热力学第一定律具762.3.1化学反应的热效应当生成物的温度恢复到反应物的温度时，化学反应中所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热。2.3.1化学反应的热效应77化学反应热要体现出与反应物和生成物的化学键相联系的能量变化。所以一定要定义反应物和生成物的温度相同，以消除因反应物和生成物温度不同而引起的热量变化。化学反应热要体现出与反应物和78当然这种由于温度变化而产生的热效应是可以计算出来的。而且计算化学反应的热效应经常涉及这类计算。当然这种由于温度变化而产生而79化学反应中，体系的热力学能的改变量写成rUr：reaction

rU=U生－U反它等于生成物的U生

减去反应物的U反化学反应中，体系的热力学能 rU=80

rU=U生－U反由第一定律rU

=Q+W

故有U生－U反=Q+W

注意此处的W在不加说明时是指W体

rU=U生－U反由第一811.恒容反应热QV则有

rU=QV+W

=QV恒容反应中，V=0故

W

=－p外

V

=01.恒容反应热QV82

QV

是恒容反应的热效应。从QV=rU可见在恒容反应中，热效应全部用来改变体系的热力学能。即

QV=rU

QV是恒容反应的热效应。83根据关系式QV=rU

QV和状态函数的改变量

rU

建立了数量关系。于是为求得

QV

提供了方便的条件。根据关系式QV=rU84当rU>0时，

QV>0，是吸热反应，

rU<0时，

QV<0，是放热反应。根据QV=rU

当rU>0时，852.恒压反应热

rU=Qp+W恒压反应，有=Qp+（－p外

V）

rU=Qp－（pV）恒压反应中p=0，p外=p内2.恒压反应热86

Qp=（U2－U1）+（p2V2－p1V1）Qp=

rU+（pV）即Qp=（U+pV） =（U2+p2V2）－（U1+p1V1）由

rU

=Qp

－（pV）得 Qp=（U2－U1）+（p2V2－p1V1）87

U，p，V都是状态函数，所以U+pV

也是一个状态函数。令H=U+pV

Qp=（U+pV）U，p，V都是状态函数，88令H=U+pV

即 Qp=rH

Qp=（U+pV）H

称热焓，或焓，是一个新的状态函数。令H=U+89关于焓H的一般认识：焓和能量的单位一致。定义式为H=U+pV，由于U不可求，故焓H不可求；关于焓H的一般认识：90对于理想气体，焓H也只和T有关。焓是体系的量度性质，有加和性；由定义式H=U+pV，对于理想气体，焓是体系的量度91在恒压反应中，热效应Qp

全部用来改变体系的热焓。

Qp=rH说明在恒压反应中，热效应Qp92

rH>0时，Qp>0，

是吸热反应

rH<0时，Qp

<0，是放热反应。由于Qp=rHrH>0时，93根据关系式Qp=rH

Qp和状态函数的改变量

rH

建立了数量关系。于是为求得

Qp提供了方便的条件。根据关系式Qp=rH94注意

rU

QV

rH

Qp

的单位均为焦耳J。注意95保温杯电加热器搅拌器保温杯外套温度计保温杯盖反应物保温杯底座3.反应热的测量（1）杯式热量计保温杯电加热器搅拌器保温杯外套温度计保温杯盖反应物保温杯底座96杯式热量计，适用于测量恒压热效应Qp，如液态反应的反应热，溶解热，中和热等。杯式热量计，适用于测量恒压97反应放出的热量，使热量计及其内容物，包括产物和剩余的反应物，从原来温度升高到反应后的温度。反应放出的热量，使热量计98测得温度升高值T，可以计算出反应放出的热量，这个热量这就是反应热Qp

Qp=―

T•C

测得温度升高值T，可以99

C

称为热容，表示升温1

K所需要的热量。式中的

C是热量计的热容（热量计常数）与内容物的热容之和。

Qp=―

T•C

C称为热容，表示升温1K所100搅拌器氧弹进气孔绝热外套挡板盛水容器钢制氧弹引燃线氧弹排气孔温度计（2）弹式热量计搅拌器氧弹进气孔绝热外套挡板盛水容器钢制氧弹引燃线氧弹排气孔101弹式热量计适用于气体以及有机化合物的燃烧反应。测得的反应热是恒容反应热。弹式热量计适用于气体以及有测102弹式热量计的核心部分是氧弹——充满高压氧气和反应混合物的厚壁钢制容器。弹式热量计的核心部分是氧弹103引燃后发生爆炸燃烧反应，产生的热量使水以及整个热量计升温。热量的计算与杯式热量计相似。

引燃后发生爆炸燃烧反应，产生1044.摩尔反应热煤炭燃烧中的重要反应是

C+O2——CO2

该反应是个放热反应。4.摩尔反应热105放热多少当然和反应掉多少煤炭有关。C+O2——CO2消耗掉1mol

碳和2mol

碳时，放出的热量显然不一样。放热多少当然和反应掉多少C+O2106但方程式给出的只是C，O2和CO2的比例关系，并不能说明某时刻这一反应实际进行多少。因而，从上述化学方程式不能知道某时刻究竟放热多少。但方程式给出的只是C，O2和107要规定一个物理量，表明反应进行多少，以便计算反应热。要规定一个物理量，表明反应108其中

称为化学计量数，为一纯数。设有化学反应

AA+

BB——

CC其中称为化学计量数，为109这些系数不是n，n有单位。

和n两者数值相等，单位不同。

AA+

BB——

CC这些系数不是n，n有单位。110以

A个A

粒子与

B个B粒子反应生成

C个

C

粒子为一个单元

进行了6.021023（即1mol）个单元反应

AA+

BB——

CC称之为进行了1mol反应。以A个A粒子与B个111

AA+

BB——

CC反应进度用

表示，其单位为mol。进行了1mol反应，可以说反应进度为1mol。AA+BB112

=1mol的意义也可表述为：

AmolA

与

BmolB反应，生

成了

Cmol

C。

AA+

BB——

CC=1mol的意义也可表述为113反应物A与

B

消耗的物质的量，生成物

C生成的物质的量分别等于各自的化学计量数。

=1mol的意义还可表述为：

AA+

BB——

CC反应物A与B消耗的物质的量，1142H2+O2

——2H2O消耗掉1

molO2

时，

=

mol

消耗掉8

molO2

时，

=

mol

生成1

molH2O

时，

=

mol

生成2

molH2O

时，

=

mol

1810.52H2+O2——115对于同一化学反应，若反应方程式的化学计量数不同

=1mol的实际意义不同对于同一化学反应，若反应=1mo116

同样

=1mol时，（1）表示生成了2mol的NH3 N2+3H2———2NH3（1） N2+H2———NH3（2）1232（2）表示生成了1mol的NH3

同样=1mol时， 117对于同一化学反应方程式，例如方程式（1）N2+3H2———2NH3

不论以N2，H2或NH3

来计算

，同一时刻的

都是相等的。对于同一化学反应方程式，例不118N2+3H2———2NH3例如，依上述方程式，某一时刻消耗掉10mol的N2

则有=

=10mol1

10molN2N2+3H2———2119N2+3H2———2NH3依上述方程式，此时刻必然消耗掉30mol的H2

=

=10mol3

30molH2N2+3H2———2120N2+3H2———2NH3依上述方程式，此时刻必然生成20mol的NH3

=

=10mol2

20molNH3N2+3H2———2121对某反应

AA+

BB———

CC若

=1mol时的热效应为Q，则

=2mol时的热效应为2Q。对某反应若122某恒压反应，当反应进度为

mol

时，恒压热为rH，则这里的

rHm称为摩尔反应热。

rHm=

rH

某恒压反应，当反应进度为这里的rHm称123

rHm为摩尔反应热

rH单位是J，反应进度

单位是mol，故rHm单位是J•mol－1。

rHm=

rH

rHm为摩尔反应热rH单位是J，反应进度124知道了反应的

rHm，就可以知道

为任何值时的rH

rHm=

rH

由

rHm·

rH=

得知道了反应的rHm，就rH125同样定义摩尔反应热力学能改变量

rUm的单位也是J•mol－1。

rUm=

rU

同样定义摩尔反应热力学能126知道了反应的

rUm，就可以知道

为任何值时的rU

rUm=

rU

由

rUm·

rU=

得知道了反应的rUm，就rU1275.Qp和QV

的关系

QV

=

rU

同一反应的Qp和QV并不相等。Qp

=

rH=rU+pV（

）5.Qp和QV的关系 QV=128两个rU近似相等所以近似有Qp

=QV

+pV（

）

QV

=

rU

Qp

=

rH=rU+pV（

）两个rU近似相等所以近似129对于没有气体参与的液体、固体反应近似有Qp

=QV

+pV（

）由于

pV很小，可以忽略，（

）则近似有Qp=QV

对于没有气体参与的液体、固近130对于理想气体反应，两个rU相等。所以Qp

=QV

+pV（

）由近似有Qp

=QV

+pV（

）不是近似相等，而是相等。对于理想气体反应，两个rU相等。131Qp

=QV

+pV（

）有气体参加的反应，气体的pV不能忽略，有（

）

pV=nRT

=nRT（

）（

）Qp=QV+pV（132

Qp，QV和nRT的单位都是焦耳（J）。是气体物质的物质的量的改变量。其中n故Qp=QV

+nRT

Qp

=QV

+pV（

）Qp，QV和nRT的单位都133由于

QV=rU，Qp=rH，故有rH=rU+nRT该关系式两边单位都是焦耳（J）

Qp=QV

+nRT

由于QV=rU，Qp=134在公式

rH=rU+nRT

的两边同时除以当时的反应进度

，得+RT

n

=

rH

rU

在公式+RTn135

n

=

n是物质的量的改变量。

是化学计量数的改变量。在化学方程式中，两者仅差在单位上，所以有如下关系n=n是物质的量的改变量。是化136所以有rHm=rUm+RT此式为摩尔恒容热和摩尔恒压热的关系式。两边的单位统一于J•mol－1

+RT

n

=

rH

rU

所以有rHm=rUm+RT此137

例2.2实验测得298K时，环己烷（C6H12）的恒容燃烧热

rUm=－3912.2kJ•mol－1

求此条件下，反应的摩尔恒压反应热rHm。C6H12（l）+9O2（g）——6CO2（g）+6H2O（l）例2.2实验测得298K138解：

rHm=rUm+

RT注意“10－3”使单位统一于kJ•mol－1C6H12（l）+9O2（g）——6CO2（g）+6H2O（l）=－3912.2+（－3）

8.31429810－3=－3919.6（kJ•mol－1）解：rHm=rUm+R1392.3.2热化学方程式

①要注明反应的温度和压力若不注明，则表示为298K，1.013105Pa，即常温常压。2.3.2热化学方程式140②要注明物质的存在状态有必要时，要注明固体的晶型，如石墨，金刚石等。固体s液体l气体g

水溶液aq②要注明物质的存在状态141③计量数可以是整数，也可以是分数。④注明热效应，注意热效应的表示方法③计量数可以是整数，也可142C（金刚石）+O2（g）——CO2（g）

rHm=－395.4kJ•mol－1（b）C（石墨）+O2（g）——CO2（g）

rHm=－393.5kJ•mol－1（a）C（金刚石）+O2（g）——CO2（g）143H2（g）+O2（g）——H2O（g）

rHm=－241.8kJ•mol－1（c）12H2（g）+O2（g）——H2O（l）

rHm=－285.8kJ•mol－1（d）12H2（g）+O2（g）——1442H2（g）+O2（g）——2H2O（l）

rHm=－571.6kJ•mol－1（e）

rHm>0表示吸热，

rHm<0表示放热。H2O（g）——H2（g）+O2（g）

rHm=+241.8kJ•mol－1（f）122H2（g）+O2（g）——2145从（a）和（b）的对比，可以看出注明晶型的必要性。C（金刚石）+O2（g）——CO2（g）

rHm=－395.4kJ•mol－1（b）C（石墨）+O2（g）——CO2（g）

rHm=－393.5kJ•mol－1（a）从（a）和（b）的对比，可以看出C146从（c）和（d）的对比，可以看出注明物质存在状态的必要性。H2（g）+O2（g）——H2O（g）

rHm=－241.8kJ•mol－1（c）12H2（g）+O2（g）——H2O（l）

rHm=－285.8kJ•mol－1（d）12从（c）和（d）的对比，可以看147从（d）和（e）对比，可以看出计量数不同对热效应的影响。2H2（g）+O2（g）——2H2O（l）

rHm=－571.6kJ•mol－1（e）H2（g）+O2（g）——H2O（l）

rHm=－285.8kJ•mol－1（d）12从（d）和（e）对比，可以看148从（c）和（f）对比，可以看出互逆的两个反应之间热效应的关系。H2（g）+O2（g）——H2O（g）

rHm=－241.8kJ•mol－1（c）12H2O（g）——H2（g）+O2（g）

rHm=+241.8kJ•mol－1（f）12从（c）和（f）对比，可以看出1492.3.3盖斯定律1836年，Hess指出，一个化学反应，不论是一步完成，还是分数步完成，其热效应相同。

Hess（俄文名字为ecc）俄国科学院院士。2.3.3150前面讲过，热量是和途径相关的。Hess定律为什么会成立？其成立的原因在于，1836

年那个时代研究的反应，都是在常压下进行的，属于恒压反应。前面讲过，热量是和途径相关其151即反应体系的压力始终与外压相等，这时Q=

rH

H是状态函数，

rH

不受途径影响。即Hess定律暗含条件——每步均恒压。故该热效应Q

不受途径影响。即反应体系的压力始终与外压相等，这时152

rHm（1）2H（g）O（g）

rHm（2）+H2O（g）

rHm（3）

rHm（4）可以设计按下面的途径完成

例2.3

反应H2（g）+O2（g）H2O（l）12H2（g）+O2（g）H2O（l）12rHm（1）2H（g）O（g）rHm（2）153

rHm（1）=438.1kJ•mol－1

rHm（2）=

244.3kJ•mol－1

rHm（3）=－917.9kJ•mol－1

rHm（4）=－44.0kJ•mol－1且已知试求总反应的

rHm。

rHm（1）2H（g）O（g）

rHm（2）+H2O（g）

rHm（3）

rHm（4）H2（g）+O2（g）H2O（l）12 rHm（1）=438.1kJ•mol154解：各步反应之和为总反应，即

rHm（1）2H（g）O（g）

rHm（2）+H2O（g）

rHm（3）

rHm（4）H2（g）+O2（g）H2O（l）12H2（g）——2H（g）O2（g）——O（g）122H（g）+O（g）——H2O（g）H2O（g）——H2O（l）

rHm（1）

rHm（2）

rHm（3）

rHm（4）解：各步反应之和为总反应，即rHm（1）2H（155+）H2（g）+O2（g）——H2O（l）

12H2（g）——2H（g）O2（g）——O（g）122H（g）+O（g）——H2O（g）H2O（g）——H2O（l）+）H2（g）+O2（g）——156根据盖斯定律，总反应的

rHm

等于各步反应的rHm之和。

rHm=rHm（1）+rHm（2）++

rHm（3）+rHm（4）所以根据盖斯定律，总反应的rHm157

rHm=431.8+244.3++（－917.9）+（－44.0）将数据代入，得Hess定律的实际意义在于求得难测定的反应热。=－285.8（kJ•mol－1）rHm=431.8+158由于难以保证产物的纯度，所以反应热很难直接测定。有的反应虽然简单，但其热效应难以测得。例如C+O2=CO12由于难以保证产物的纯度，所以159应用Hess定律，可以解决这一难题。利用Hess定律，关键在于用已知反应表示未知反应。应用Hess定律，可以解决160CO（g）+O2（g）——CO2（g）（2）

rHm（2）=－238.0kJ•mol－112

例2.4利用Hess定律求反应C（石）+O2（g）——CO（g）的

rHm。12C（石）+O2（g）——CO2（g）

（1）

rHm（1）=－393.5kJ•mol－1已知：CO（g）+O2（g）——CO2（g）（2161解：利用Hess定律，关键在于反应进行步骤的设计。C（石）+O2（g）——CO2（g）

（1）

rHm（1）=－393.5kJ•mol－1CO（g）+O2（g）——CO2（g）（2）

rHm（2）=－238.0kJ•mol－112解：利用Hess定律，关键C（石）162反应（2）的逆反应为CO2（g）——CO（g）+O2（g）（3）

rHm（3）

=238.0kJ•mol－112CO（g）+O2（g）——CO2（g）

（2）

rHm（2）

=－238.0kJ•mol－112反应（2）的逆反应为12CO（g）+163C（石）+O2（g）——CO2（g）

（1）式（1）+式（3），得C（石）+O2（g）———CO（g）12CO2（g）——CO（g）+O2（g）（3）12C（石）+O2（g）——CO2（g）164该反应的热效应可由下式求得

rHm=rHm（1）+rHm（3）

rHm=－393.5+283.0=－110.5（kJ•mol－1）将

rHm（1）和rHm（3）的数值代入，得该反应的热效应可由下式求得 1652.3.4生成热已知某反应反应物———