2.9反应焓和燃烧焓
物理化学：1-11 标准生成焓和标准燃烧焓
燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)
例：标准摩尔（反应焓、生成焓、燃烧焓）的关系
CO
1 2
O2
CO 2
C O2, N2, Cu, Hg(l) 基 准
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hm
B
B Δf
Hm
(B)
CO
1 2
O2
CO 2
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hm
Δr Hm
-3O2
+ C2H4
i.g. 25℃ p
-2O2
CH4
i.g. 25℃ p
3C + 4H2
石墨 25℃ p
i.g. 25℃ p
蓝：生成
◆注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔生成焓 也不同。
H 2 O(l)
H2O(g)
1 H2 (g) 2 O2 (g)
◆ Δf Hm (H2O, g, T) Δf Hm (H2O, l, T) ΔvapHm (H2O, T)
Δf Hm (CO)
Δc Hm (CO)
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。 (>、=、<)
恒容绝热过程,DU QV 0
DH DU D( pV ) VDp 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。(>、=、<)
实验一燃烧焓的测定
实验二 燃烧焓的测定一、实验目的1.掌握有关热化学实验的一般知识和技术。
2.掌握氧弹的构造及使用方法。
3.用氧弹式量热计测定萘的燃烧焓。
二、预习要求1.明确燃烧焓的定义。
2.了解氧弹式量热计的基本原理和使用方法。
3.熟悉贝克曼温度计或热敏电阻温度计的调节和使用。
4.了解氧气钢瓶和减压阀的使用方法。
三、实验原理当产物的温度与反应物的温度相同，在反应过程中只做体积功而不做其它功时，化学反应吸收或放出的热量，称为此过程的热效应，通常亦称为“反应热”。
热化学中定义:在指定温度和压力下，一摩尔物质完全燃烧成指定产物的焓变，称为该物质在此温度下的摩尔燃烧焓，记作ΔC H m。
通常，C、H等元素的燃烧产物分别为CO2(g)、H2O(l)等。
由于上述条件下ΔH=Q p，因此ΔC H m也就是该物质燃烧反应的等压热效应Q p。
在实际测量中，燃烧反应常在恒容条件下进行(如在弹式量热计中进行)，这样直接测得的是反应的恒容热效应Q V（即燃烧反应的摩尔燃烧内能变ΔC U m）。
若反应系统中的气体物质均可视为理想气体，根据热力学推导，ΔC H m和ΔC U m的关系为:(1)式中，T为反应温度(K);ΔC H m为摩尔燃烧焓(J·mol-1);ΔC U m为摩尔燃烧内能变(J·mol-1)；v B(g)为燃烧反应方程中各气体物质的化学计量数。
产物取正值，反应物取负值。
通过实验测得Q V值，根据上式就可计算出Q p，即燃烧焓的值ΔC H m。
测量热效应的仪器称作量热计，量热计的种类很多，本实验是用氧弹式量热计进行萘的燃烧焓的测定。
在盛有定量水的容器中，放入内装有W克样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量传给水及仪器，引起温度上升。
设系统（包括内水桶，氧弹、测温器件，搅拌器和水）的热容为C（量热计每升高1K所需的热量），而燃烧前、后的温度为T1、T2，则此样品的摩尔燃烧内能变为:(2)式中，ΔC U m为样品的摩尔燃烧内能变(J·mol-1);M为样品的摩尔质量(g·mol-1);W为样品的质量(g);C为仪器的热容(J·K-1)，也称能当量或水当量。
标准反应焓
标准反应焓标准反应焓是化学反应中的一个基本概念，它表示在一定条件下，化学反应所释放或吸收的热量。
很多化学反应在进行的过程中会伴随着热量的变化，这些热量变化对于确定反应的热力学特征非常重要。
标准反应焓的概念是基于在一定条件下，化学反应所释放或吸收的热量，而这些条件包括一定温度、一定压力和一定反应组分浓度。
标准反应焓常用于化学工程中的热力学计算和工业反应的设计。
一、标准反应焓的定义和描述标准反应焓是指在固定状态下，1mol物质反应到所需摩尔的产物释放或吸收的热量，其单位为焦耳/mol。
标准反应焓可以通过热量计实验或计算得到。
标准反应焓通常用ΔH 表示，表示反应的焓变化，其值可以是负数、正数或零，负数表示反应放热，正数表示反应吸热，零表示反应不吸放热。
标准反应焓的值取决于反应的条件，包括温度、压力和浓度等。
通常情况下，标准反应焓的条件被定义为298K、1atm和1mol/L，这被称为标准态条件。
在标准态下，反应的物质的浓度是1mol/L，压力是1atm。
标准反应焓在化学工程设计中的作用非常重要，尤其是对于涉及大量热量变化的反应，标准反应焓的计算和确定是核心问题。
标准反应焓的计算方法有多种，其中最常用的方法是通过热量计实验来测定反应的焓变化，然后根据摩尔反应热来计算标准反应焓。
摩尔反应热是指在一定条件下，单位摩尔反应（或生成）的热量。
另一种计算标准反应焓的方法是基于反应物和产物的标准生成焓和标准反应前焓的差值来计算。
标准生成焓是指在标准状态下，100％形成1摩尔的一种物质所释放的热量。
标准反应前焓是指在标准状态下，反应物和产物之间的差异所涉及的热量。
标准反应焓的测定方法需要在灌测定体内将反应物混合，然后通过热量计测量出实际发生的焓变化。
在实际操作中，反应物的摩尔数可能会受到限制，因此需要对测量结果进行调整，以反映出标准条件下反应的热量变化。
标准反应焓对于化学工程中的计算和设计非常重要。
热力学计算和反应路径优化都需要标准反应焓的数据。
2.9 标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓ppt课件
r
H
m
vB
c
H
m
(
B)
B
此式表明：在一定温度下有机化学反应的标准摩尔反应焓， 等于同样温度下反应前后各物质的标准摩尔燃烧焓与其化学 计量数的乘积之和的负值。
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
注意： 室温下C的规定燃烧产物CO2(g)， H的燃烧产物为H2O(l)， N的燃烧产物为N2(g)。 其它物的燃烧产物S的燃烧产物为SO2(g)， Cl的燃烧产物为一定组成的盐酸水溶液HCl(aq)等 等。
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
4. 恒容反应热与恒压反应热之间的关系
没有气态物质参加的凝聚态之间的化学反应： Q U H
有气态物质参加的化学反应：
r Hm rUm vB (g) RT
B
其中 vB(g) 为气态反应物及气态产物化学计量数之和，显然
H=0 恒压，绝热
100kPa，298K
H1
O2(g)：2mol
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
100kPa，T O2(g)：2mol CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
H2
B
vB(g) 0 时
B
vB(g) 0 时
B
r Hm rUm
r Hm rUm
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
5. 燃烧和爆炸反应的最高温度
计算恒压燃烧反应的最高火焰温度的依据是：
Qp H 0
计算恒容爆炸反应的最高温度的依据是：
燃烧焓与生成焓的公式关系
燃烧焓与生成焓的公式关系燃烧焓与生成焓是热力学中常用的两个概念，它们之间有着紧密的关系。
本文将从燃烧焓和生成焓的定义、计算方法以及它们之间的公式关系三个方面进行探讨。
一、燃烧焓和生成焓的定义燃烧焓是指在恒压下，1mol反应物完全燃烧生成的产物所释放的热量，通常用ΔHc表示。
燃烧焓的计算需要知道反应物和产物的化学式以及化学反应方程式。
生成焓是指在恒压下，1mol物质从其组成元素中生成的反应所吸收的热量，通常用ΔHf表示。
生成焓的计算需要知道物质的化学式以及化学反应方程式。
二、燃烧焓和生成焓的计算方法1. 燃烧焓的计算方法燃烧焓的计算需要用到反应热的概念，即反应所释放或吸收的热量。
反应热可以通过热量计进行测量，也可以通过热力学计算的方法来求得。
燃烧焓的计算公式为：ΔHc = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）其中，ΔHf（产物）和ΔHf（反应物）分别表示产物和反应物的生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
2. 生成焓的计算方法生成焓的计算需要用到标准生成焓的概念，即在标准状态下，1mol物质从其组成元素中生成的反应所吸收的热量。
标准状态是指在1个大气压下，温度为298K（25℃）。
生成焓的计算公式为：ΔHf = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）其中，ΔHf（产物）和ΔHf（反应物）分别表示产物和反应物的标准生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
三、燃烧焓与生成焓的公式关系燃烧焓和生成焓之间有着紧密的关系，它们之间可以通过一些公式进行转化。
1.燃烧焓与生成焓的关系通过热力学计算，可以得到燃烧焓和生成焓之间的关系：ΔHc = ΣnΔHf（产物）- ΣnΔHf（反应物）ΔHf = ΣnΔHf（反应物）- ΣnΔHf（产物）其中，ΔHc表示燃烧焓，ΔHf表示生成焓，n表示反应物或产物的摩尔数。
2.燃烧焓与反应热的关系燃烧焓和反应热之间的关系是：ΔHc = qv/m其中，qv表示反应热，m表示反应物的质量。
高二化学反应焓知识点
高二化学反应焓知识点在化学领域，反应焓（enthalpy）是指反应过程中吸热或放热的能量变化。
学习和理解化学反应焓的知识点对于高中化学学科的学习至关重要。
本文将介绍高二化学中与反应焓相关的一些重要知识点。
一、反应焓的定义反应焓是指在化学反应过程中热量的变化，用ΔH表示，单位是焦耳/摩尔（J/mol）。
当一化学反应发生时，反应物与生成物之间发生的化学键断裂和形成所伴随的能量变化，即为反应焓。
二、反应焓的正负值1. 吸热反应：当化学反应吸收能量时，反应焓的值为正。
吸热反应常见于燃烧、溶解和蒸发等过程中。
2. 放热反应：当化学反应释放能量时，反应焓的值为负。
放热反应常见于热化学反应和酸碱中和反应等过程中。
三、热化学方程式化学反应可以使用化学方程式来表示，而热化学方程式则在化学方程式的基础上添加了反应焓的信息。
热化学方程式的一般形式如下：化学反应物（状态）→ 化学生成物（状态） + 反应焓（ΔH）。
根据反应焓的正负值，可以将热化学方程式分为吸热反应和放热反应两种情况。
例如：吸热反应示例：NH₄Cl(s) + H₂O(l) → NH₄⁺(aq) + Cl⁻(aq) ΔH > 0放热反应示例：C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH < 0四、焓变的计算反应焓的变化量被称为焓变（enthalpy change），用ΔH表示，单位仍然是焦耳/摩尔（J/mol）。
焓变的计算可以通过测量反应过程中的热量变化来实现。
焓变的计算公式为：ΔH = ∑ΔH(生成物) - ∑ΔH(反应物)。
其中，∑ΔH(生成物)表示生成物的反应焓之和，∑ΔH(反应物)表示反应物的反应焓之和。
需要注意的是，焓变的值与反应物和生成物的物质的量有关，所以在计算时要根据化学方程式中的系数来确定具体的物质的量。
五、焓变和反应类型的关系不同类型的化学反应具有不同的焓变特点。
1. 生成键能较小的反应：当反应中生成的新化学键的能量较小时，反应焓为负，即反应会放热。
反应热生成热和燃烧热
f,298
燃烧学
燃烧热：燃烧反应中可燃物与助燃物作用生成稳 定产物时旳反应热成为燃烧热。
在原则大气压（0.1013MPa）和指定温度下(一般 选择298k)，1mol某物质完全燃烧时旳定压反应热，称 为该物质旳原则燃烧热，用ΔHΘc,298表达。
燃烧学
燃烧热旳计算（盖斯定律）：对于恒压或恒容条 件下旳任意化学反应过程，系统不做任何体积功时，不 论是一步反应还是多部反应，反应热旳总值是相同旳， 且只与起始状态和最终状态有关，与反应经历旳途径应在恒压条件下进行时产生 旳反应热叫做恒压反应热，用QP表达，大小等于系统 旳焓变ΔH。
ΔH>0时，反应从环境中吸收热量； ΔH<0时，反 应向环境放出热量。
燃烧学
生成热：化学反应中由稳定旳单质反应生成某化 合物时旳反应热，即为该化合物旳生成热。
在原则大气压（0.1013MPa）和指定温度下(一般 选择298k)，由稳定单质生成1mol某化合物旳恒压反应 热，称为该物质旳原则生成热（原则生成焓），用 ΔHΘ 表达。
燃烧学
以反应
为例：
燃烧学
反应热：是指当生成物旳温度和反应物旳温度相 同，且反应过程中只做体积功时，反应过程所吸收或 放出旳能量。
根据化学反应容器或压力条件不同步，分为恒容 反应热和恒压反应热。
燃烧学
恒容反应热：化学反应在恒容条件下进行时产生 旳反应热叫做恒容反应热，用Qv表达。
恒容反应过程中，反应体系总容积不变，不对外 做体积功，即W=0，则反应体系内能变化等于恒容反 应热,ΔU=Qv 。
C不完全燃烧生成CO旳生成热则为： ΔH2
ΔH1=ΔH2+ ΔH3
燃烧学
根据盖斯定律，任一反应旳恒压反应热等于生成 物生成热之和减去反应物生成热之和，即：
2.9-标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
注意：
此温度及标准压力下 稀有气体的稳定单质为单原子气体 He(g)，Ne(g)，Ar(g)，Kr(g)，Xe(g)，Rn(g); 氢，氧，氮，氟，氯的稳定单质为双原子气体 H2(g)，O2(g)，N2(g)，F2(g)，Cl2(g)； 溴和汞的稳定单质为液态Br(l)和Hg(l)；
r H m vB c H m ( B)
B
此式表明：在一定温度下有机化学反应的标准摩尔反应焓， 等于同样温度下反应前后各物质的标准摩尔燃烧焓与其化学 计量数的乘积之和的负值。
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
注意： 室温下C的规定燃烧产物CO2(g)， H的燃烧产物为H2O(l)， N的燃烧产物为N2(g)。 其它物的燃烧产物S的燃烧产物为SO2(g)， Cl的燃烧产物为一定组成的盐酸水溶液HCl(aq)等 等。
p69
2.8 由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
4. 恒容反应热与恒压反应热之间的关系
没有气态物质参加的凝聚态之间的化学反应： Q U H 有气态物质参加的化学反应： r H m rU m vB ( g ) RT B 其中
vB ( g )
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol
100kPa，298K
H1
O2(g)：2mol
CO2(g):1mol N2(g):15.05molH2O( g):2mol H2
B
为气态反应物及气态产物化学计量数之和，显然
vB ( g ) 0
B
时
时
r H m rU m
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
解决目标任务
自由讨论
N2(g) + 3H2(g)
2NH3 (g)
1、计算该反应的反应焓 2、解决思考，互动讨论 思考：合成氨生产的化学反应，如何来计算反应的热 效应，为保障该反应的进行，我们应提供多少热量？ 应使用何种反应器可以承受这些热量？
练习： 已知在标准状态下下述反应的标准焓变： C(s) + 1/2O2(g) → CO(g) ΔH1θ CO(g) + 1/2O2(g) → CO2(g) ΔH2θ H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ΔH3θ 2 H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ΔH4θ (1) ΔH1θ ,ΔH2θ, ΔH3θ, ΔH4θ是否分别为 CO(g), CO2(g), H2O(g), H2O(l)的标准摩尔 生成焓？ (2) ΔH1θ ,ΔH2θ, ΔH3θ是否分别为C(s), CO(g), H2(g)的标准摩尔燃烧焓？
2.9反应焓和燃烧焓
复习
化学反应的热效应：通常是指体系在恒温恒 压或恒温恒容且不作非体积功的条件下进行时， 系统吸收或释放的热量。 若反应在等温等压下进行， Qp= ΔrH 若反应在等温等容下进行， QV= ΔrU 1、 反应热的测量方法
弹式量热计 通入 O2 通电导线 温度计
搅拌器
绝热壁 H2O 反应物
C2 H 5OH(l) 3O2 (g) 2CO2 (g) 3H2O(l)
应用式(2.10.1) 于上式：
r H c H m C2 H 5OH, l νB f H m B 2 f H m CO 2 , g 3 f H m H 2O, l f H m C2 H 5OH, l
$ r H m 870.3 kJ mol-1
则
$ c H m (CH3COOH, l) 870.3 kJ mol-1
显然，根据标准摩尔燃烧焓的定义，所指定产物如 CO 2 (g), H 2 O 等的标准摩尔燃烧焓，在任何温度T时， 其值均为零。
三.标准摩尔燃烧焓
标准反应焓等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物 燃烧焓的总和。 用通式表示为：
c H (CH3OH,l)
$ m
生成焓和燃烧焓的相互补充和换算
求乙醇在25 °C 时的 f H m C2 H 5OH, l 。
难点
1 例 已知25 °C时乙醇(C2H5OH)的 c H m 1366.8 kJ mol ,
f H m CO 2 , g 393.51 kJ mol 1 解： 由附录查得25 °C 时， f H m H 2O, l 285.83 kJ mol 1 乙醇的燃烧反应为：
HT
Hm
用公式表示即是：
νB Hm (B)
B
两种焓
二. 标准生成焓
在标准压力下，一定温度时，由最稳定的单质 合成标准状态下一摩尔物质的焓变，称为该物质的 标准摩尔生成焓，用下述符号表示： ΔfHmθ（i） （物质，相态）
•上标“θ”表示各物均处于标准压力下。 •下标“m”表示反应进度为1 mol时。
这就是HCl(g)的标准摩尔生成焓：
$ f H m (HCl, g) 92.31 kJ mol-1
两种焓
三.标准摩尔燃烧焓
在标准压力下，反应温度时，物质B完全氧化 成相同温度的指定产物时的焓变称为标准摩尔燃烧 焓。 用符号 ΔcHmθ (物质、相态)表示。 •下标“c”表示燃烧。 •上标“θ”表示各物均处于标准压力下。 •下标“m”表示反应进度为1 mol时。
小结：
一个标准 三项注意
①理解热力学标准状态、标准反应焓、标准生成焓
和标准燃烧焓的概念。
②掌握利用标准生成焓计算反应热效应的方法。 ③掌握利用标准燃烧焓计算反应热效应的方法。 作业布置： P51 19（1、3） 20（2、3） 预习： 2.10 反应热效应与温度的关系
两种焓
热分析
差示扫描量热仪（DSC)
2. 反应热的计算方法 标准摩尔生成焓法 反 应 热 的 计 算 标准摩尔燃烧焓法 键焓法
代数法
新 课导 入
举例：化工生产中的示例，合成氨的生产。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
思考：合成氨生产的化学反应，如何来计算反应的热 效应，为保障该反应的进行，我们应提供多少热量？ 应使用何种反应器可以承受这些热量？
三.标准摩尔燃烧焓
指定产物通常规定为：
C Байду номын сангаас CO 2 (g)
H H 2 O(l)
S SO 2 (g)
Cl HCl(aq)
N N 2 (g)
一定温度一般指298.15 K时
数据有表可查。
三项注意
三.标准摩尔燃烧焓
例如：在298.15 K及标准压力下：
CH 3COOH(l) 2O 2 (g) 2CO 2 (g) 2H 2 O(l)
B
所以有：
Δf H m C2 H 5OH, l
2 393.51 3 285.83 1366.8 kJ mol 1 277.71 kJ mol 1
2Δf H m CO 2 , g 3Δf H m H 2O, l Δc H m C2 H 5OH, l
r H Bc H (B)
$ m $ m B
例如：在298.15 K和标准压力下，有反应：
(COOH)2 (s) 2CH 3OH(l) (COOCH3 ) 2 (s) 2H 2 O(l) （A） （B） （C） (D)
$ $ $ $ 则 r H m c H m (A) 2c H m (B) - c H m (C)
目标任务
2.9反应焓和燃烧焓
一 标准反应焓
热力学标准状态 标准压力— p 100kPa
一个标准
标准态 — 气体的标准态为标准压力下表现出理想气体性质 的纯气体。液体、固体的标准态为标准压力下的纯液体、固 体状态。温度无规定，一般选25 °C。 标准摩尔反应焓— 在某温度下，各自处在标准态下的反应 物，反应生成同样温度下各自处于标准态下的产物，该过程 的摩尔反应焓即为标准摩尔反应焓。 符号
Ë r H m
$ B f H m (B)
B为化学计量数。
B
三项注意
二. 标准摩尔生成焓
例如：在298.15 K时
1 H (g,p $ 2 2
)
1 Cl (g,p $ 2 2
) HCl(g,p )
$
$ 反应焓变为： r H m (298.15 K) 92.31 kJ mol-1
3.标准摩尔燃烧焓
用这种方法可以求一些不能由单质直接合成的 有机物的生成焓。 例如：在298.15 K和标准压力下：
C(s) 2H 2 (g) 1 O 2 (g) CH 3 OH(l) 2
该反应的反应焓变就是 CH3 OH(l) 的生成焓，则：
$ $ $ f H m (CH3OH,l) c H m (C,s) 2c H m (H 2 ,g)
ΔfHmθ （稳定单质）= 0
一定温度一般指298.15 K时
数据有表可查。
三项注意
二. 标准摩尔生成焓
利用各物质的摩尔生成焓求化学反应焓变：
p $ 和反应温度时（通常为298.15 K） 在标准压力
2A E C 3D
稳定单质
$ $ $ $ $ r H m f H m (C) 3 f H m (D) 2 f H m (A) f H m (E)