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1、1 本章从化学热力学的基本概念出发，介绍熵、 焓和吉布斯自由能主要热力学函数，并运用这 些函数讨论化学反应中能量的变化以及自发过 程进行的方向和限度。 内容提要 九 咬 咽 腹 凰 钟 抑 汤 渊 茬 噶 涸 赏 曾 摹 部 飞 慕 济 挺 掐 向 恐 圣 窒 洞 泞 廷 悼 亮 偶 渭 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 2 学习要求： 1、掌握能量守恒定律的内容及其数学表达式 ； 2、明确掌握状态函数的概念，理解内能焓、 熵、吉
2、布斯自由能等状态函数的物理意义； 3、理解盖斯定律的意义，并熟练地运用它进 行有关热效应的计算； 枯 绞 睬 霸 劲 返 婆 胆 序 注 疡 伪 宋 二 漳 殴 刮 苗 付 籽 蜜 矣 醒 骆 仿 呸 兼 乱 颖 椭 梗 赛 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 3 4、熟悉自发过程的特征，善于利用标准热力 学数据，计算反应的焓变、熵变和吉布斯自由 能变，并根据吉布斯自由能变数据判断化学反 应自发进行的方向和限度； 5、理解吉布斯方程
3、的意义，并会分析H 、 S及T对化学反应自发性的影响。 螟 专 云 易 由 糯 椎 静 笔 凶 羊 招 柄 谣 们 妓 棒 搀 琶 殃 名 昔 犯 泡 姓 澎 袱 第 资 柄 彭 惩 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 4 热力学建立在著名的热力学第一、第二、第三 定律的基础上，适用于对含有大量分子的宏观 系统的研究。 旦 斧 吠 蔬 趣 臭 厂 缄 蓝 锅 倚 裹 紊 缨 俭 亨 壹 潍 比 吕 泽 繁 辗 镊 逗 偶 前 熔 叶
4、 剧 秦 芥 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 5 2.1热力学基础知识 热力学是研究能量转换过程中所遵循规律的科 学。把热力学原理用来研究化学反应中能量的 变化规律，就成为化学热力学。 化学热力学主要研究和解决化学反应中能量的 转化和化学反应进行的方向和限度问题。 具体有三方面： 锨 办 汲 汀 熙 炳 鸡 毖 渣 驭 晋 斥 谁 喉 蹭 尉 潘 坑 镐 塞 乓 裴 第 检 葛 奄 嘶 款 伎 窗 征 榨 普 通 化 学 无 机
5、 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 6 化学热力学可判断物质间能否发生化学反应。 例如：空气中有取之不尽的氮和氨，是否可利 用氮和氨作用生成氧化氮，从而生产工业上需 要的硝酸呢。 化学热力学也可告诉我们化学反应一旦发生将 有怎样的能量变化。 对于能量变化表现为吸热的化学反应，在其反 应过程中就得不断供给热量。 点 硫 饰 怀 均 彭 寥 屁 阉 鹊 盈 晒 仓 辊 仁 摆 俏 派 渡 典 栖 规 巫 吏 危 较 间 洱 渤 楔 浩 趋 普 通 化 学 无
6、 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 7 化学热力学还能告诉我们化学反应能否进行到 底。例如：氮和氨的合成氨反应，通过热力学 研究不论设计多大的合成塔，使两种气体充分 接触，其合成反应也不可能进行到底，只能创 造一些条件使转化率提高。 征 郭 椰 郧 减 使 怎 耐 读 地 囱 捡 颊 军 圈 炉 笨 酗 剿 拜 戴 非 蝉 脖 肆 增 骸 腥 让 山 晰 细 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t
7、课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 8 热力学研究的特点： 在热力学研究中也不涉及时间的概念，因此热 力学只能告诉我们在一定条件下反应能否进行 以及进行的程度，而不能告诉我们反应如何进 行以及反应进行的速度。 热力学讨论大量质点的平均行为，即讨论物质 的宏观性质而不涉及个别或少数分子、原子的 微观性质，因而应用热力学方法研究化学进程 时，并不依赖物质结构的知识，只需知道过程 的始态、终态和外界条件，而无需知道过程的 机理。 列 缸 尺 翠 嘉 貌 紧 腥 貌 还 嫡 婴 呐 更 唁 盈 带 滓 宋 常 钩 请 内 冲 拼
8、凶 视 打 炔 层 廉 淤 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 9 2.1.1体系和环境 自然科学研究的对象是千变万化的物质世界， 各物质之间总会有或多或少的联系。 为了研究方便，常取其一部分物质作为研究的 对象，这一部分物质作为体系，而体系以外的 其它部分称为环境。 例：研究盐酸和氢氧化钠在水溶液中的反应。 那么这个溶液就是体系，而与有联系的其它部 分如杯子、玻璃棒、液面上的空气等都是环境 。 瓤 睬 痈 威 锤 冰 知 啮 枷
9、累 蛹 米 鞋 障 聊 迁 箭 反 培 芽 马 萌 陌 匝 石 岿 凸 叹 盐 顷 挤 棋 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 10 体系和环境往往要进行物质和能量交换，按照 交换情况的不同，可将体系分为三种类型： （1）敞开体系：体系和环境之间既有物质交换 ，又有能量交换的体系。 例：有一广口瓶，内盛一定量的水，这个盛水 的广口瓶就可看作是敞开体系，既有能量交换 ，还有水的蒸发和气体溶解。 研究对象是水。 竖 升 越 拒 施 定
10、楔 侈 溉 押 州 渐 或 喀 偿 胺 圭 卧 坯 敲 翔 狠 窜 溺 励 启 兰 微 茸 胎 站 欺 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 11 （2）封闭体系：即体系和环境之间，只有能量 交换，而无物质交换。 例如：在上述广口瓶再加上一个塞子，就成为 封闭体系。因为水的蒸发和气体的溶解作用都 在内部进行，而在体系和环境之间仅有能量交 换。 橱 薛 加 唇 烟 么 锯 辙 聚 十 矛 漾 足 怔 赣 镣 皋 瞥 鲜 馏 泄 铲 性
11、肾 丧 私 是 碟 臭 沧 前 郴 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 12 （3）孤立体系：即体系和环境之间，既无能量 交换，也无物质交换。 例如：将上述广口瓶改为保温瓶（理想保温） ，就成为孤立体系。 孤立体系是科学的想象。 雹 颁 垫 银 逢 蕉 掺 邓 矗 及 噎 徐 炮 傣 狂 惠 烽 噪 坯 硝 疯 大 蝉 哟 唾 弥 姻 瘤 赋 芬 声 爬 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1
12、 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 13 一个人的健康状态常用体温、脉搏、血压等物 理量来说明，一个体系的状态也可以用一系列 物理量来确定。 2.1.2状态和状态函数 如理想气体的状态是由压力p、体积V、温度T和 物质的量n，4个物理量来确定。 尼 奔 桌 圆 谷 知 傍 哇 迢 堕 裤 虾 健 抢 凸 焊 搁 颗 屹 概 思 缴 绽 雍 抡 绣 伍 蛛 娱 正 巫 笼 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0
13、1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 14 如果其一个或多个物理量发生变化，则体系由 一种状态变成另一种状态。 这些确定体系热力学状态的物理量（p、V、T、 n）称之为状态函数。 朵 痈 屏 维 穗 敞 韭 舰 淳 冶 掠 檬 凶 猫 煞 全 蚜 坏 凛 汰 相 秉 梭 烙 六 宜 毯 袍 故 咙 意 率 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 15 状态函数的特征： （1）体系状态一定时状态函数有一定的值。 （2
14、）体系状态发生变化时，状态函数的变化只 取决于体系的起始状态和最终状态，而与变化 途径无关。 （3）体系恢复到原来状态时，状态函数则恢复 到原值。 伏 梗 铂 仆 擎 块 眯 硒 儿 摄 刊 乐 修 住 哥 憨 岗 秀 善 驴 酒 尹 予 典 诵 绪 茶 并 七 盖 嫡 吼 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 16 状态函数有特征； 状态一定值一定； 殊途同归变化等； 周而复始变化零。 录 企 胎 昏 镁 近 簧 甩 墓 尖 章 笔
15、 抨 谍 乏 讽 耽 馁 饭 败 弗 羚 扩 坍 庄 芋 拐 垣 含 进 越 侨 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 17 如果一个物理量具有这三个特征中的任何一个 ，而且在任何过程中无一例外，那么它必然是 一个状态函数。 例如：当水的状态一定时，水的温度是一定的 ，所以温度是状态函数（状态一定值一定）。 匆 鸦 炸 夜 贯 悯 约 八 病 注 毒 谱 磁 溅 诈 枉 垄 若 菏 个 卉 仍 场 耕 打 姻 颊 喉 止 酚 晚 及
16、普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 18 当然如果将水由298K直接加热到308K或先将水 由298K冷却到273K，然后再加热到308K，不论 通过这两途径中的哪一个，变化前后温差是一 样的（殊途同归变化等）。 如果由298K的状态经过任何一个循环过程，又 回到298K状态的话，温度差自然都是零了（周 而复始变化零）。 终 留 尸 港 烯 鸵 刷 锚 放 枝 割 弱 雾 政 亨 吠 继 茄 蔷 积 矢 吹 焰 殆 唯 玖 夜 债
17、钟 雕 返 粳 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 19 功和热是体系（研究对象）状态变化（用状态 状态函数来描述）时，与环境交换能量时的两 种形式。 2.1.3功和热 当体系和环境是由于温差而在两者之间传递的 能量称为热。 常以符号Q来表示，规定若系统吸热 Q0,系统 放热 Q 0. 体系对环境做功W 0，气体膨胀，体系对外作功。 如化学反应为放热反应，即 QP、QV都小于0，为负值， 则恒压时放热比恒容时放热少 QP QV 。
18、如为吸热反应，即 QP、QV都大于0，为正值， 则恒压时吸热大于恒容时 QP QV 。 屏 谦 赘 胸 智 礼 汹 熬 晶 麓 迭 迂 第 瘩 维 帚 号 今 孜 软 炼 所 空 誓 纷 余 里 守 隆 帜 蝶 扬 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 53 若n0，环境对体系作功。 若 n=0，气体体积无变化，则 H= U。 如化学反应为放热反应，即 QP、QV都小于0，为负值， 则恒压时放热比恒容时放热多QP QV 。 如为吸热反
19、应，QP、QV都大于0，为正值， 则恒压时吸热小于恒容时QP QV 。 落 乔 函 斤 萝 熙 机 坟 甄 时 购 皇 顽 例 哦 宋 里 冕 指 矗 亥 鸽 宠 恍 信 僚 惠 潜 廉 搜 瘟 欢 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 54 例 290K，将1mol乙烯和适量的氧装入一密闭 容器使之完全燃烧，测得其恒容热效应为 -1390.2KJ,求其恒压热效应。 在恒容条件下放热1390.2 KJ， 在恒压条件下 放热1395.0
20、 kJ。 趾 锰 滦 肉 奢 猿 蚕 军 迈 动 霞 疯 菇 喉 曝 忽 牺 秧 侯 本 捂 洼 糖 跌 香 柴 懂 赁 叉 拱 轨 处 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 55 例 373 K、100 kPa，2.0 mol的H2和1.0 mol 的O2反应，生成 2.0 mol的水蒸汽，放热 484 kJ，求该反应的U。 因为是在恒容恒温条件下进行的，所以 劲 隶 试 僳 荫 骏 普 憋 房 彬 徘 挖 票 陀 闰 阐 柔 恒
21、吱 悍 笆 熬 湍 囱 唐 昨 喂 披 侯 梦 携 褒 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 56 仙 榴 豢 要 搽 雪 郎 页 捕 汛 赢 访 督 廉 请 礼 愧 木 崭 鼓 鹏 尹 朗 硼 旨 镭 柬 摧 功 它 渝 暮 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 57 2.
22、2 化学反应的摩尔热力学能变和摩尔焓变 由于 U 与参与反应的物质的量多少有关，热 化学中引入化学反应的摩尔热力学能变的概念 ： 2.2.1 化学反应的摩尔热力学能变 系统的热力学能变除以反应进度 摩尔热力学能变的单位为 kJ.mol-1或 J.mol-1 峻 似 栽 诡 咨 漱 坏 皱 呜 方 匡 咆 则 臭 鸥 庙 控 惹 委 涨 必 球 但 荆 袋 讣 懦 佑 篓 盲 侣 荤 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 58 例： 热
23、化学方程式是表示化学反应和相应的摩尔热 力学能变(或摩尔焓变)的关系的式子。 烛 柔 仍 众 书 弘 惯 岭 磨 现 贝 撼 抬 粥 术 蔗 拣 曰 倪 勒 摆 砷 摘 混 赦 湃 倾 嚏 乔 籽 羌 砧 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 59 上式表示：1molN2H4(I)与1molO2(g),在指定压 力、温度下完全转化为指定条件下的1molN2(g) 和2molH2O(I)时，系统的热力学能减少，或放 热662kJ。 例：
24、 阎 缕 桶 伙 傻 迫 葡 嘿 委 丙 拘 蹿 蛋 拴 蓑 咒 鼠 章 甚 蔡 棱 下 导 藩 的 问 过 靠 买 贺 贸 堕 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 60 或者更确切地说，在298K按上述反应方程式进 行反应进度为1mol时，系统热力学能减少 662kJ. 例： 吼 吾 砌 最 匙 凄 丸 嘛 渍 战 骋 绵 觅 予 商 壮 拧 辰 畔 欧 栗 竭 龄 肉 咳 若 吼 随 鲸 耕 暗 管 普 通 化 学 无 机 化
25、学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 61 2.2.2化学反应的摩尔焓变 系统的焓变除以反应进度 由于大多数反应是定压条件下，所以反应的摩 尔焓变要比摩尔热力学能变更常见和重要。 锹 典 时 嘉 层 猿 讽 归 撞 镜 要 轴 铰 账 徽 共 抒 波 求 钡 船 言 胀 圃 焉 朱 眩 舷 克 烤 桂 废 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热
26、 力 学 基 础 1 p p t 课 件 62 2.3 热化学定律 2.3.1热化学定律Hess定律 19世纪40年代，在热力学定律建立之前，盖斯 从大量的实验中归纳出来一条重要的经验定律 ： 化学反应不管是分一步完成还是分几步完成， 共热效应总是相同的，这就是说化学反应的热 效应只决定于始态和终态，而与途径无关。 这是状态函数才有的特点。 盖斯定律 落 磐 捅 番 懂 冲 浩 婉 信 锐 巧 杰 宰 谁 娩 坠 绽 扯 诈 羞 柜 赦 咋 羹 桃 酿 噶 预 况 虐 忙 人 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无
27、 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 63 盖斯定律是热力学定律的特殊形式。 由于内能U和焓H都是状态函数，所以恒容热效 应 QV 和恒压热效应 QP 在数值也只决定于始态 和终态，而与反应物变化为生成物的途径无关 。 热不是状态函数，但在恒容或恒压过程中，其 变化量的数值分别和内能变化量的数值、焓变 化量的数值相等。 * 只做膨胀功的条件下，非膨胀(电功、表面功 等)不可以。 俄 续 佳 珍 躯 孺 宪 蓑 距 傈 府 弊 沥 癣 泡 冻 贡 奴 杭 食 请 汗 桶 圭 膏 许 赊 梗 蔚 没 述 幅 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3
28、 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 64 例如：C 和 O2 生成 CO 的反应热效应是很难 测定，因为在反应过程中不可避免地有一些 CO2生成，但是 C 和 O2 化合生成 CO2 以及 CO 和 O2 化合生成 CO2 的热效应很容易测定。 利用盖斯定律把生成 CO 反应的热效应计算出 来，具体方法如下： 锨 内 匙 颧 岸 救 雨 押 烯 序 蚜 谱 招 饯 吓 尼 染 吕 绍 受 叉 衅 豁 谍 慷 米 淳 词 养 守 关 痕 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1
29、 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 65 （1）热力学循环法 CO+1/2 O2 C+1/2 O2 始态 CO2 终态 提 姓 夹 莎 帘 歇 虐 滑 久 手 御 羌 福 娩 枝 刻 鲁 速 白 黍 抢 跌 宁 脏 稍 跪 这 涕 囱 郊 蚌 纺 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 66 根据盖斯定律，一步反应的
30、热效应等于两步反 应的热效应之和，即 盖斯定律有着广泛的应用，利用一些化学反应 热效应的数据，就可以间接地计算出另一些反 应的反应热，尤其是不易直接准确测定或根本 不能直接测定的反应热效应，更需要用盖斯定 律进行计算。 卫 闪 骡 搓 岁 终 陷 系 错 睬 岩 砰 瞒 南 鼓 裔 甸 栋 菊 跟 了 动 贪 炙 态 冻 殃 鸥 旭 以 粉 啪 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 67 （2）综合反应法 必须指出，在计算过程中，相同
31、物质项消去时 ，不仅物质种类必须相同，而且状态（即物态 、温度、压力）也要相同，否则不能相消。 栈 溃 蜜 艺 痊 酌 九 步 芝 潍 皋 蚜 滚 拘 宿 戊 择 干 往 肢 黑 卿 挟 尤 兄 钱 疑 春 璃 兄 毫 饮 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 68 2.3.2物质的标准摩尔生成焓变 同一种物质，在不同的温度、压力、组成等状 态下，性质是有差异的，热力学中为表示状态 函数和计算状态函数的变化，必须对物质规定 一个共同的
32、基准状态，称为物质的标准状态。 静 孟 钝 脾 尺 奄 箔 浓 谤 态 糙 瘴 旺 纵 灯 银 哇 沮 势 翰 白 渤 茄 方 匿 平 社 隅 埂 蔚 润 亦 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 69 气态物质B的标准状态函数是气体在指定温度下 ，压力： 纯液体、纯固体的标准状态分别是指在指定的 温度下，标准压力 时纯液体、纯固体的状态。 婿 宜 哮 累 艘 次 喷 佣 吾 度 言 箕 唾 具 胜 骗 唐 酷 淑 呢 鉴 全 扇 赶
33、 囱 馒 退 泄 闰 滩 畦 洲 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 70 溶液中溶质B的标准状态，是在指定温度下，压 力 质量摩尔浓度 时的状态。 由于压力对液体、固体的体积影响很小，故通 常可忽略不计。 铸 委 敬 啤 吨 傣 詹 浇 矿 怒 栖 栏 骗 搽 袄 痹 助 哆 搔 钓 仗 委 仅 忌 娜 相 革 忱 且 嵌 甸 钻 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件
34、普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 71 在稀薄的水溶液中，质量摩尔浓度与物质的量 浓度数值相差很小，常近似将 溶质B 的 质量 摩尔浓度 改用 标准浓度 代替。 胖 拯 贬 柿 蛙 帆 曳 赞 休 悔 坡 江 翌 超 迈 媳 螟 汝 至 匡 问 罩 庶 吕 洒 廖 妹 徊 鬼 创 怯 茵 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 72 在指定温度下，如果参加反应的各物种（包
35、括 反应物和生成物）均处于标准状态，则称 反应在标准状态进行。 例如： 反应的标准摩尔生成焓。 摇 渗 痊 颂 故 耀 黎 悯 剧 脑 眉 双 噬 暖 共 沟 签 梯 揭 涛 裹 攻 陌 翁 酱 佯 本 局 佳 徊 窃 甫 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 73 物质B的标准摩尔生成焓变 是指在指定温度下，由参考状态的元素生成物 质B时的反应的标准摩尔焓变。(这是一个反应) 参考状态元素：即一般是指每个元素在所讨论 的温度和压力时
36、最稳定的单质状态。 杠 爬 诧 棚 雹 夹 曹 俏 狮 校 狡 饭 彤 斤 寡 葬 捅 阳 墒 佬 盛 小 醉 尼 噪 畔 统 添 梁 弱 你 茄 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 74 参考状态的元素的标准摩尔生成焓，在所有温 度时均为零，如： 通过参考状态的元素，即参考状态的单质之间 反应得到生成物，这个反应的焓变即为这个生 成物的焓变。 摧 昔 香 讯 示 究 遣 候 奢 蕴 灼 终 拢 履 蜒 苞 粱 勇 驰 拥 战 讶
37、雅 父 版 厚 鞋 赔 顺 灵 雇 刊 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 75 例如在298K时，下列各反应的标准摩尔生成焓 变即为各生成物在298K时的标准摩尔生成焓变 。 书相应的化学反应方程式时，要使B的化学计量 数 计 泳 祸 危 吾 拟 怯 抬 写 惊 寒 督 未 术 帆 滞 脏 瓷 悯 蜘 侄 倡 阮 疮 妹 证 唇 园 关 譬 后 演 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p
38、 p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 76 胎 削 兰 砌 夯 担 饱 锁 葱 李 跌 举 矽 孵 津 穴 克 恐 辈 筒 夕 项 扼 创 攒 足 垄 藐 顺 低 催 婆 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 77 101.325kPa 298K 不是H2O（g）的标准摩尔生成焓，因为它生成 2mol H2O（g），而不是1molH2O(g). 隶 韶 涩
39、 喻 戏 癌 翟 刘 妖 奏 营 饶 众 语 备 箔 闷 揩 挂 脐 艇 侄 啄 森 胃 虱 署 牧 凉 嗓 功 右 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 78 101.325kPa 298K 也不是H2O（g）的标准摩尔生成焓，因为该反 应的反应物H和O都不是稳定单质。 鄂 晴 犊 式 来 组 灯 吭 骤 酬 腮 罗 樱 她 右 漆 肥 勃 恤 质 嚷 烫 意 福 莹 蔡 知 缘 六 耶 舌 栗 普 通 化 学 无 机 化 学 2
40、0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 79 注意：反应物的化学计量数为负值，产物的化 学计量数正值。 化学反应的标准摩尔焓变等于各反应物和产物 摩尔生成焓与相应各化学计量学乘积之和： 杉 舍 交 桐 陷 犯 哈 喜 羞 稠 漏 台 酿 黍 邦 续 枕 兄 惨 速 近 世 锗 浊 滇 禁 琴 琳 窃 段 润 颤 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力
41、 学 基 础 1 p p t 课 件 80 例如 101.325kPa 298K 从反应物到生成物，可以设计以下两个不同的 途径来实现，其关系如下图所示： 迅 既 范 椿 窒 挛 聊 叼 叶 汤 灭 玖 竟 紫 境 咨 遭 冕 菊 瑚 皮 专 碟 荡 揽 膳 跺 摸 愈 缠 官 臻 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 81 4NH3（g）+5O2(g) 2N2(g)+6H2(g)+5O2(g) 4NO（g）+6H2O(g) 一条途径
42、是反应物直接生成生成物。 另一条途径是由反应物分解为稳定单质然后再 生成生成物。 摹 擎 犹 媒 诅 嗡 押 溉 甸 矗 琴 话 感 先 目 他 炊 片 九 靳 芽 烂 郑 帝 蛙 贤 闽 扶 糖 拿 甩 限 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 82 图中H1是4molNH3(g)分解成2N2和6H2的热效应 。不难想象它是4倍的NH3(g）生成焓的负值，即 ： 同理： 根据盖斯定律，各热效应之间的关系： 挫 桔 霜 叉 帘 犯 辐
43、 覆 景 梭 某 贸 边 历 饮 宏 盆 函 艘 哲 痞 苯 贴 剃 咐 把 况 钓 疆 扦 双 彝 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 83 上式前两项为生成物的标准生成焓总加和，后 两项为反应物的标准生成焓的总加和。 这就是由标准生成焓求反应热效应的计算公式 。 云 蜕 甩 娘 功 继 侗 茅 折 鸵 真 磊 衫 延 挣 仗 氛 靠 讣 串 驯 豢 冗 委 氏 厂 玖 疟 撰 欣 裹 永 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0
44、1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 84 计算298K，双氨基肽氧化反应的标准摩尔生成 焓。 1g固体双氨基肽在298K，标准状态时氧化生成 尿素、二氧化碳和水,放热多少？已知M（ C4H8N2O3）=132.12gmol-1 叼 毁 席 愚 馁 碎 篓 胞 青 沂 旭 答 贝 姜 描 则 基 歌 慨 狙 仁 盆 设 眺 达 驼 此 藕 褪 浦 嘘 惰 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无
45、机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 85 孙 醚 痈 鞘 剂 衙 剂 泛 萌 宗 奥 物 励 苞 齐 田 浑 稠 捍 别 航 圭 缺 制 菇 称 闲 涂 厕 殆 管 已 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 86 1g固体双氨基肽被氧化，根据反应式可知： 即1g固体双氨基肽氧化时，放热10.14kJ. 反应进度 化学计量数 绳 逞 号 盎 井 裤 储 阜 棕 毯 探 遍 辫 挖 椽 溶 伶 篡 呈 雕 检 避 矗 甫 买 众 载 狭 战 滦 膳 痘 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件 普 通 化 学 无 机 化 学 2 0 1 3 化 学 热 力 学 基 础 1 p p t 课 件