化学反应的标准摩尔焓

无机化学中标准摩尔反应焓变的计算

无机化学中标准摩尔反应焓变的计算 热力学是无机化学课程的重要组成部分，它是以热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律为基础，主要解决化学反应中能量转化及化学反应进行的方向和程度问题，其中焓变计算是解决等压情况下反应中能量转化问题、进行吉布斯自由能变变计算进而判断反应进行程度和方向的基础。 在无机化学课程中，通常忽略温度、压力对焓变的影响，同时，对于非标准状态下的反应来说，反应焓变还没有一定的计算公式。本文对无机化学中标准状态下反应焓变的计算方法进行了归纳和总结，便于学生更好地理解和掌握。 一、计算标准摩尔反应焓变的理论基础 计算标准摩尔反应焓变的理论基础是hess定律，即在恒容或恒压条件下，一个化学反应不论是一步完成或分几步完成，其反应热（即摩尔反应焓变）完全相同。 hess定律的实质是指出了反应只取决于物质的初、终状态，而与经历的具体途径无关。其重要意义在于能使热化学方程式像代数方程式一样进行加、减运算，从而可以应用已知化学反应的热效应，间接算得未知化学反应的热效应，解决那些难以测量或根本不能测量的反应热效应问题。应用时要注意：将已知的热化学方程式进行线性组合的结果必须与欲求的未知化学反应的状态完全相同，包括温度、压力及各物质的相态，并且这些化学反应都是在等温、等压或等温、等容条件下进行的，都不做其他功能[1]。 焓的绝对值是无法确定的，但可以采用相对焓值。焓是状态函数，状态函数的最主要特点是其变化值只取决于系统的始态和终态，而与系统变化的途径无关。因此，以hess定律为理论基础，可以求得反应的摩尔焓变。 三、结语 标准摩尔反应焓变的计算是无机化学热力学部分计算的基础，焓的绝对值不可测，只能测其相对值，其概念多、计算公式多，学生掌握起来有一定的难度。通过以上的归纳和总结，使化学反应标准摩尔焓变的计算系统化，有助于大学生对焓变计算的理解和掌握，有助于提高无机化学课程教学的质量。

燃烧焓.,.,

物理化学实验报告 实验名称：燃烧焓的测定 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工11-2班 姓名：王彤学号11402010228

一、实验目的 1、用氧弹量热计测定萘的摩尔燃烧焓。 2、了解热量计中主要部分的作用，掌握氧弹量热机的实验技术。 二、实验原理 本实验采用氧弹式量热机测定萘的燃烧焓，测量的基本原理是将一定量待测萘样品在氧弹中完全燃烧，燃烧时放出的热量使量热计本身及氧弹周围介质的温度升高。通过测定燃烧前后量热计（包括氧弹周围介质）温度的变化值，就可以求出该样品的燃烧热。实验测得的是恒容反应热Q V，通过 Qp = Qv + △n·R·T 即可计算得到萘的摩尔燃烧焓ΔC H m。 整个量热计可看做一个等容绝热系统，其热力学能变ΔU为零。ΔU可表示为： ΔU=ΔC U B+ΔC U引燃丝+ΔU量热计=0 已知m B，Q V，B，ΔT，则上式为：m B Q V，B +lQ l+KΔT=0 实验测得热容量K后，根据上式计算Q V，B，进而换算为样品的摩尔热力学能变ΔC U m(B,T)，再算出样品的摩尔燃烧焓 c H m(B,T)。 本实验用已知标准摩尔燃烧焓的苯甲酸[ΔC H?m(苯甲酸，s,298.15K)= -3226.71kJ/mol]来测定量热计的热容量K，Ql= -6.699J·cm-1。重复实验，测定萘的摩尔燃烧焓。 由于量热计无法做到完全绝热，因此燃烧前后温度差的测量值须经雷诺温度校正图校正。 三、实验仪器、试剂 仪器：氧弹量热计一台，压片机一台，万用表一只，贝克曼温度计一支，温度计（0℃~100℃）一支，点火丝，容量瓶（1000ml）一只，氧气钢瓶及减压阀一只 试剂：萘（A.R），苯甲酸（A.R） 实验装置：

化学反应摩尔焓变的测定

实验1 化学反应摩尔焓变的测定 一. 实验目的 1. 了解测定化学反应摩尔焓变的原理和方法； 2. 学习物质称量、溶液配制和溶液移取等基本操作； 3. 学习外推法处理实验数据的原理和方法。 二. 背景知识及实验原理 化学反应过程中，除物质发生变化外，还伴有能量变化。这种能量变化通常表现为化学反应的热效应（简称为化学反应热）。化学反应通常是在等温、等压、不做非体积功的条件下进行的，此时反应热效应亦称作等压热效应，用Q p表示。化学反应的等压热效应（Q p）在数值上等于化学反应的摩尔反应焓变（△r H m）（热力学规定放热反应为负值，吸热反应为正值）。在标准状态下，化学反应的摩尔反应焓变称为化学反应的标准摩尔焓变，用△r H mθ表示。 化学反应焓变或化学反应热效应的测定原理是：在绝热条件下（反应系统不与量热计外的环境发生热量交换），使反应物仅在量热计中发生反应，并使量热计及其内物质的温度发生改变。通过反应系统在反应前后的温度变化，以及有关物质的质量和比热，可以计算出反应的热效应值。 实验中溶液反应的焓变值测定采用如图1所示的简易量热计进行测定，通过测定CuSO4溶液与Zn粉的反应进行焓变值的获取。 图1保温杯式量热计 CuSO4溶液与Zn粉的反应式为： Cu2+(aq) + Zn(s) = Cu(s) + Zn2+(aq) 由于该反应速率较快，且能进行得相当完全。实验中若使用过量Zn粉，则CuSO4溶液中Cu2+可认为完全转化为Cu。系统中反应放出的热量等于溶液所吸收的热量。 在简易量热计中，反应后溶液所吸收的热量为：

Q p =m ? c? ?T =V ? ρ? c ? ?T 式中： m —反应后溶液的质量（g ）； c —反应后溶液的质量热容（J ? g -1?K -1） ?T —为反应前后溶液的温度之差（K ），经温度计测量后由作图外推法确定； V —反应后溶液的体积（mL ） ρ—反应后溶液的密度（g ?m L -1） 设反应前溶液中CuSO 4的物质的量为n mol ，则反应的焓变为： 1110001--? ?????-=????-=?mol kJ n T c V mol J n T c m H ρ (1) 设反应前后溶液的体积不变，则 mol V c n CuSO 10004? = 式中，C CuSO4——反应前溶液中CuSO 4的浓度(mol ?.L -1) 将上式代入式（1）中，可得 114 4100011000 --????-=???????-=?mol kJ c T c mol kJ V c T c V H CuSO CuSO ρρ (2) 由于此系统非严格绝热体系，因而在反应液温度升高的同时，量热计的温度也相应提高，而计算时忽略此项内容，故会造成温差的偏差。故在处理数据时可采用外推法，按图2中虚线外推至反应开始的时间，图解求得反应系统的最大温升值T ，这样则可较客观地反映出由反应热效应引起的真实温度变化值。在图2中，线段bc 表明量热计热量散失的程度。考虑到散热从反应一开始就发生，因此应将该线段延长，使与反应开始时的纵坐标相交于d 点。图中ddˊ所示的纵坐标值，即为外推法补偿的由热量散失造成的温度差。为获得准确的外推值，温度下降后的实验点应足够多。T 2与T 1的差值即为所求的?T 。 图2 温度校准曲线

标准摩尔反应焓的计算

1．标准摩尔生成焓 （1）定义：在T 的标准态下，由稳定相态的单质生成化学计量数νB =1的β相态的化合物B(β)，该生成反应的焓变即为该化合物B(β)在T 时的标准摩尔生成焓 符号：稳定相态单质： ①25℃及标准压力下； ②希有气体的稳定单质为单原子气体；③氢，氧，氮，氟，氯的稳定单质为双原子气体；④溴和汞的稳定单质为液态Br 2(l)和Hg(l)；⑤其余元素的稳定单质均为固态； 但碳的稳定态为石墨即C(石墨)，非金刚石；硫的稳定态为正交硫即S(正交)，非单斜硫。 ●稳定相态单质标准摩尔生成焓为零 ●同一物质，相态不同，标准摩尔生成焓不同f m ?(B,β,)H T \（kJ·mol -1） r m f m 2r m f m 24r m f m 22?=?(CO ,g) ?=?(H SO ,l) ?=?(Hg Cl ,s) H H H H H H \\\\\\

由状态函数法得知: （2）由计算f m ?H \r m ?H \

●溶液中离子的标准摩尔生成焓 从稳定单质生成无限稀释水溶液中1mol 该离子时的焓变 人为规定氢离子H ＋（aq ）的标准摩尔生成焓为零 符号：f m ?(,aq) H ∞\

2、标准摩尔燃烧焓（1）定义在温度为T 的标准态下，由化学计量数νB = －1的β相态的物质B(β)与氧进行完全氧化反应时，该反应的焓变即为该物质B(β)在温度T 时的标准摩尔燃烧焓。 单位：kJ·mol －1※“完全氧化”是指在没有催化剂作用下的自然燃烧， 即燃烧物中C 变为CO 2(g); H 变为H 2O(l); N 变为N 2(g);S 变为SO 2(g)。C(石墨)＋O 2(g) = CO 2(g)C(石墨)＋O 2(g)＝CO 2(g) C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)=2 CO 2(g) ＋3H 2O(l)符号： c m ?H \※CO 2(g)、H 2O(l)、N 2(g)、SO 2(g) 、O 2(g)的c m ?0 H =\r m c m ?=?(,298.15K) H H \\石墨r m c m 25C H OH ?=?(,g,298.15K)H H \\H 2(g) + 1/2 O 2(g) = H 2O(l) c m 2f m 2?(H ,g, 298.15K)?(H O,l, 298.15K) H H =\\※c m f m 2?[C(),s, 298.15K]?(CO ,g, 298.15K)H H =石墨\\※

常用物质的标准摩尔燃烧焓

物质的标准摩尔燃烧焓（298.15K） 物质 m c m c H ΔΘ/ kJ·mol －1 物质 H ΔΘ/ kJ·mol －1 CH 4(g) 甲烷 -890.31 C 3H 8O 3(l) 甘油 -1664.4 C 2H 4(g) 乙烯 -1410.97 C 6H 5OH(s) 苯酚 -3063 C 2H 2(g) 乙炔 -1299.63 HCHO(g) 甲醛 -563.6 C 2H 6(g) 乙烷 -1559.88 CH 3CHO(g) 乙醛 -1192.4 C 3H 6(g) 丙烯 -2058.49 CH 3COCH 3(l) 丙酮 -1802.9 C 3H 8(g) 丙烷 -2220.07 CH 3COOC 2H 5(l)乙酸乙酯 -2254.21 C 4H 10(g) 正丁烷 -2878.51 (COOCH 3)2(l) 草酸甲酯 -1677.8 C 4H 10(g) 异丁烷 -2871.65 (C 2H 5)2O(g) 乙醚 -2730.9 C 4H 8(g) 丁烯 -2718.60 HCOOH(l) 甲酸 -269.9 C 5H 12(g) 戊烷 -3536.15 CH 3COOH(l) 乙酸 -871.5 C 6H 6(l) 苯 -3267.62 (COOH)2(s) 草酸 -246.0 C 6H 12(l) 环己烷 -3919.91 C 6H 5COOH (s) 苯甲酸 -3227.5 C 7H 8(l) 甲苯 -3909.95 CS 2(l) 二硫化碳 -1075 C 8H 10(l) 对二甲苯 -4552.86 C 6H 5NO 2(l) 硝基苯 -3097.8 C 10H 8(s) 萘 -5153.9 C 6H 5NH 2(l) 苯胺 -3397.0 CH 3OH(l) 甲醇 -726.64 C 6H 12O 6(s) 葡萄糖 -2815.8 C 2H 5OH(l) 乙醇 -1366.75 C 12H 22O 11(s) 蔗糖 -5648 (CH 2OH)2(l) 乙二醇 -1192.9 C 10H 16O(s) 樟脑 -5903.6