无机化合物的标准热力学数据
16、无机化学万题库(计算题)(4-6)
（四） 化学热力学初步1．已知25℃时 ： F 2( g ) 的 S m Θ＝ 187.6 J · mol －1 · K －1F( g ) 的 S m Θ＝ 158.7 J · mol －1 · K －1F 2( g ) → 2 F(g) 的 ∆ rG m Θ＝123.9 kJ ·mol －1由上述数据估算 F －F 的键焓。
***2．1 mol Hg ( l ) 在沸点（630 K ）可逆地蒸发，其标准摩尔蒸发焓为54.56 kJ ·mol －1，求：⑴ 汞蒸发过程中所吸收的热量 Q ； ⑵ 对环境所作功 W ；⑶ Δr U m Θ； ⑷ ΔrS m Θ； ⑸ ΔrG m Θ****3．已知下列数据（298K ）H 2( g ) + 21O 2( g ) ＝ H 2O( g ) Δ r H m Θ (1) ＝ －242 kJ ·mol －1 ① H 2( g ) → 2 H( g ) Δ r H m Θ (2) ＝ 436 kJ ·mol －1 ②O 2( g ) → 2 O( g ) Δ r H m Θ (2) ＝ 498 kJ ·mol －1 ③通过计算确定反应 H 2O( g ) → 2 H( g )＋O( g ) 是吸热还是放热？***4．已知下列反应的焓变为：21H 2( g ) ＋ 21I 2( s ) ＝ HI( g ) Δ r H m Θ＝ 25.9 kJ ·mol －1 21H 2( g ) ＝ H( g ) Δ r H m Θ＝ 218 kJ ·mol －1 21I 2( s ) ＝ I( g ) Δ r H m Θ＝ 75.7 kJ ·mol －1 I 2( s ) ＝ I 2( g ) Δ r H m Θ＝ 62.3 kJ ·mol －1计算反应 H (g) + I (g) ＝ HI (g) 的焓变Δ r H m Θ。
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。
二、标准摩尔反应焓变（驻r H⊖m）的计算方法（一）利用热化学方程式的组合计算Δr H⊖m已知一些分反应的标准摩尔反应焓变，利用热方程式的组合可以求得总反应的标准摩尔反应焓变。
例如计算碳和氧气反应生成CO2的反应焓变。
碳和氧可以一步直接生成CO2，也可以先生成CO，再使CO与氧气继续反应生成CO2，根据Hess定律，这二种途径的反应热效应是完全相同的。
无机化学(整理版)
无机化学考研辅导讲座（上）一.无机化学（理论部分）知识点应用归纳1、无机物（分子或离子）构型:（1）简单分子（或离子）：（2）配合物：2、物质的熔、沸点(包括硬度):（1）晶体类型：原子晶体，离子晶体，金属晶体，分子晶体[（2）离子晶体：（3）分子晶体（4）金属晶体：金属键（与价电子、价轨道有关）3、物质的稳定性：（1）无机小分子：（2）配合物：4、物质的磁性：（1）无机小分子：MO （掌握双原子分子轨道能级图）[（共价双原子分子）（2）配合物：5、物质的颜色:（1）无机小分子：极化理论（2）配合物：6、无机物溶解度:（1）离子晶体：（2）共价化合物：(7、物质的氧化还原性：影响因素（1）溶液酸、碱度（2）物质的聚集状态8、化学反应方向:（1）热力学数据：（2）软硬酸碱理论9、分子极性、键的极性、键角、键长等:10、推导元素在周期表中的位置：能级组取值，|选择—组合理量子数：四个量子数取值规则11、溶液中有关质点浓度计算：化学平衡，电离平衡，沉淀—溶解平衡，氧化—还原平衡，配合解离平衡：利用多重平衡规则，K是关键12、常见的基本概念:对角线规则；惰性电子对效应；Lewis酸、碱；质子酸、碱；缓冲溶液；屏蔽效应；钻穿效应；同离子效应；盐效应；镧系收缩；电负性；电离势；电子亲合势；晶格能；键能；有效核电荷及求法等。
二.无机化学（元素部分）（1）结构}（2）性质：重点是化学性质第一讲分子结构（molecular structure）1-1 离子键理论一、基本要点活泼金属和活泼非金属的原子反应时，生成的化合物如NaCl等都是离子型化合物，它们具有一些固有的特征，如它们都以晶体的形式存在，具有较高的熔、沸点，在熔融态或水溶液中可导电等。
这种由于原子间发生电子转移，生成正负离子，并通过静电库仑作用而形成的化学键称为离子键。
通常，生成离子键的条件是两原子的电负性差大于1.7以上，由离子键形成的化合物叫做离子键化合物。
无机化学-第五章-化学热力学基础
注:①G为广度性质,与参与过程的物质的量成正 比。
②逆过程G与正过程的G数值相等，符号相反。 等于各③反如应果一G个之反总应和是。多个反应的和，总反应的rG
化学热力学的四个重要状态函数
判断一个反应进行的方向时，如果： rG<0反应自发进行 rG>0反应不自发进行 rG=0平衡状态 当rG<0时(产物的G<反应物的G)该反应就自动 向生成产物的方向进行，在反应中反应物不断减 小而产物不断增加，G为广度性质，当G反应物=G产 物即rG=0时反应就不再朝一个方向进行了，这就 是化学反应的限度，即化学平衡。
状态函数。
化学热力学的四个重要状态函数
二、焓(H) 设一封闭体系在变化中只做体积功，不做其它功， 则U=Q+W中W代表体积功：-pV(N/m2×m3)
W=Fl=pSl=-pV
V=V2-V1 若体系变化是恒容过程(体积不变)，即没有体积功 则W=0，U=Qv Qv为恒容过程的热量，此式表示在不做体积功的 条件下体系在恒容过程中所吸收的热量全部用来增 加体系的内能。
我们可以从体系和环境间的热量传递来恒量体系 内部焓的变化。
如果化学反应的H为正值，表示体系从环境吸收 热能，称此反应为吸热反应。即：
∑H反应物<∑H生成物 ∑H(生成物－反应物)>0 如果化学反应的H为负值，则表示体系放热给环 境，称此反应为放热反应。即：
∑H反应物>∑H生成物 ∑H(生成物－反应物)<0
rG=-RTlnKa
此式只表示在等温下，rG与K平衡在数值上的关 系。
∴rG=-RTlnKa+RTlnJa
=RTln(Ja/Ka)
第二章 无机化学中的热力学问题
一、晶格能和Born-Haber循环 1 晶格能(U): 0 K，100 kPa下，1 mol离子晶体转变为 相互无限远离的气态离子时的能量变化值。 MXn(s) →Mn+(g) + nX-(g) 简单地说,由气态正、负离子形成1mol晶 体时所放出的能量。
1 ( 1) 34.5 (1 ) 276 276
U 1.079 105 v 1.079 105 2 782 KJmol 1
Z Z r 0
11 276计算的结果一致(3)Born-Haber循环计U
以NaCl为例，先设计一个包括晶格能的热力学循环。
U 1.389 105 A ZZ 1 (1 ) r0 n 1 1 1 (1 ) 276 8
1.389 105 1.748 770 KJmol 1
5 U 1.214 105 v 5
Z Z 34.5 (1 ) r0 r0
1.214 105 2 770 KJmol 1
U实验与U理论值相近，说明该化合物符合离子 晶体模型，化合物的键主要是离键。 U实验＞U理论，说明离子晶体中有明显的共价 成分。
一般
U = （玻恩- 哈伯循环） - （理论值）
< 50 kJ · -1 ，较典型的离子晶体 mol > 50 kJ· -1 ，具有共价性 mol 5
26
69
89
112
三、 用U和Born-Haber循环 讨论离子化合物的性质 离子 型盐类溶解性的热力学讨论 (1) 溶解过程的标准自由焓变化
碳酸钙的分解压与分解热的测定实验报告
碳酸钙的分解压与分解热的测定实验报告碳酸钙是一种常见的无机化合物，它是由碳酸根离子和钙离子组成的。
在一定的条件下，碳酸钙可以分解为二氧化碳和氧化钙。
本文将介绍一种测定碳酸钙分解压与分解热的实验方法及结果。
实验目的：本实验旨在通过测定碳酸钙的分解压与分解热，探究其热力学性质，并验证碳酸钙分解反应的化学方程式。
实验原理：碳酸钙的分解反应可以表示为：CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)根据热力学第一定律，反应热量（△H）等于系统对外做功（W）与吸收的热量（q）之和。
△H = q + W利用等温热量计可以测定反应过程中产生的热量，而分解反应的体积变化可以通过气体收集法测定。
实验仪器与试剂：1. 等温热量计2. 气体收集瓶3. 碳酸钙样品4. 烧杯5. 温度计6. 秤量器具实验步骤：1. 准备工作：将等温热量计放在恒温水浴中，使其温度保持恒定。
2. 称取一定质量的碳酸钙样品，记录其质量。
3. 将碳酸钙样品放入烧杯中，放入等温热量计中。
4. 点燃热量计的燃烧烛，并使其燃烧自燃，记录燃烧烛的质量变化。
5. 观察反应过程中气体的生成情况，并通过气体收集法收集二氧化碳气体。
6. 实验结束后，取出等温热量计，将碳酸钙样品取出并称重，记录其质量变化。
实验结果与数据处理：根据实验所得数据，可以计算出反应过程中的热量变化△H和体积变化△V。
由于实验条件的差异，实验结果可能存在一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，可以进行多次实验并取平均值。
根据实验测得的数据，可以计算出碳酸钙的分解压和分解热。
根据理论计算，可以得到碳酸钙分解反应的标准焓变（△H°）。
实验结论：通过实验测定，我们可以得到碳酸钙的分解压与分解热的值。
这些数据可以用于研究碳酸钙的热力学性质，以及在工业生产中的应用。
本实验方法简单易行，结果可靠。
但需要注意实验条件的控制，以及实验数据的准确性。
在进行实验时，应严格遵守实验操作规范，确保实验安全。
《实用无机物热力学数据手册》使用说明
《实用无机物热力学数据手册》使用说明1 关于化学反应吸热（或放热）量的计算1.1计算公式根据《手册》P.21式（70）：()()298G G G G G G T T 298T 298H H H -H H -H ⎡⎤⎡⎤∆=∆+-⎣⎦⎣⎦∑∑ｉｉｉｉ生成物反物ｎｎ (1.1)式中：T GH ∆——应理解为实际状态（101.325kPa ，T K ）下的定压化学反应热P,T Q 。
在反应前后温度T 相同时，（因压力均为101.325kPa ）故也可理解为定压化学反应热效应。
化学反应热效应与反应热的区别仅仅在于：热效应是状态量（反应前后的温度、压力必须相同），而反应热是过程量（反应前后的温度、压力不一定相同）。
298G H ∆——为热化学标准状态（101.325kPa ，298K ）下，生成物与反应物的标准生成焓298GH 之差。
按下式计算：()()298G G G 298298H H H ⎡⎤⎡⎤∆=-⎣⎦⎣⎦∑∑ｉｉｉｉ生成物反物ｎｎ(1.2)()GG T298H -H ⎡⎤⎣⎦∑ｉｉ生成物ｎ——化学反应的每个生成物，从反应温度T K 降温到298K 的焓变（放热量）之和。
()G G T298H -H ⎡⎤⎣⎦∑ｉｉ反物ｎ——化学反应的每个反应物，从298K 升温到反应温度T K 的焓变（吸热量）之和。
()G 298H ⎡⎤⎣⎦∑ｉｉ生成物ｎ——化学反应的每个生成物，从反应温度T K 降温到298K 的焓变（放热量）之和。
()G298H ⎡⎤⎣⎦∑ｉｉ反物ｎ——化学反应的每个反应物，从298K 升温到反应温度T K 的焓变（吸热量）之和。
()G G T298H-H ｉ——单个生成物从反应温度T K 降温到298K 的焓变，或单个反应物从298K 升温到反应温度T K 的焓变。
ｉｎ——单个生成物（或单个反应物）的化学计量系数，即：化学反应方程式中，该物质的分子式前面的系数（也就是参与反应的该物质的摩尔数）。
热化学数据库1
•
1.2.4 集成热化学数据库的研制工作
•
目前国内加强了集成热化学数据库的研制工作： 原中国科学院化工冶金研究所在20世纪80年代研制的无机热化学数据库， 收集了2010个无机物的基本热化学数据35000个之多，可完成14种功能， 但研制时间较早，管理系统功能有待提高，用户界面也需改善； 北京科技大学正在研制的稀土卤化物热力学数据库系统（REHTDB) ，收 集了1900年以后的稀土卤化物热力学数据、文献来源及相图数据， REHTDB用功能强大的Forxpro数据库管理系统，以Windows为操作平 台，操作方便。 智能化冶金动力学数据库：高智能化、可视化，可建立用于微观、宏观动 力学中各种物质传输性质和物理性质的计算机预测知识系统。 一个内涵丰富、功能齐全、性能良好的数据库系统建成需要一批研究人员 长时间的不懈努力。
Ttr、TM、TB－－分别为晶型转变温度，熔点和沸点； ΔtrHm、ΔslHm、ΔlgHm－－摩尔晶型转变焓、摩尔熔化焓和摩尔蒸发焓； Cp，m(s)、 Cp，m(l) 、Cp，m(g)－－固、液、气态下物质的恒压摩尔热容。
化学反应的焓变：（计算时要针对具体情况灵活运用）
0 T 0 298 Ttr TM ' Tb T 298 Ttr TM Tb
冶金过程热力学和动力学
武汉科技大学冶金工程系 高运明 2008年6月
主要内容
第一部分
1. 无机热化学数据库简介 1.1 概述 1.2 无机热化学数据库 冶金热力学基础及其应用 2.1 关于标准吉布斯能的一些问题 2.2 吉布斯自由能变化及活度在冶金中的应用 2.3 金属液相中反应热力学分析 高温熔体模型 3.5 过剩函数 3.6 正规溶液 3.7 亚正规溶液 3.8 准正规溶液 3.9 熔渣分子结构模型 3.10 完全离子溶液模型 3.11 正规离子溶液模型 3.12 熔渣中组元的等活度（系数）曲线
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CO CO2 Ca CaBr2 CaCl2 CaCO3 方解石, (方解石, calcite) CaCO3 霰石, (霰石, aragonite) aragonite) CaF2 CaH2 CaI2 Ca(NO3)2 CaO Ca(OH)2 CaS CaSO4 Cd CdBr2 CdCl2 CdCO3 CdF2 CdI2 CdO Cd(OH)2 CdS CdSO4 Ce CeCl3 CeO2 CeS Cf Cl Cl2 Cl2CO ClF3 ClO2 Cl2OS
366.0 246.0 -96.9 71.3 -109.8 64.5 156.9 -436.8 -641.8 -66.2 66.2 -93.7 -33.4 -11.2 -40.7 -618.4 289.4 -
20 21 22 23 24 25 26 27
AlCl3 AlF3 AlI3 Al2O3 AlPO4 Al2S3 Am Ar As (灰,gray) As(黄 As(黄,yellow) As(黄 As(黄,yellow)
91.8 75.1 62.6 98.7 79.0 93.2 20.8 24.6 20.8 79.2 75.7 126.6 65.6 38.1 105.8 80.6 116.5 116.3 25.4 20.8 11.1 20.8 67.8 106.7 50 56.9 70.8 -
28
29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
279.8 62.8 170.2 146.0 123.7 112.1 96.4 213.8 70.4 78.2 132.2 9.5 136.3 82.7 53.4 13.8 51.9 77.9 56.7 187.0 177.0 358.9 151.5 200.4 175.0 178.2 292.5 225.1 320.2 237.6
66.9 28.1 20.8 75.1 85.3 71.2 151.4 47.8 49.4 101.8 16.4 20.8 64.8 51.8 85.7 25.5 20.8 105.0 79.7 113.5 122.2 20.8 124.6 66.6 99.6 32.1
85 86 87 88 89 90
-843.8 -240.6 67.0 0.0 180.0 -757.3 -858.6 -1216.3 -1207.1 -178.7 -602.1 -768.2 -992.1 -553.5 -944.7 -460.0 -1473.2 0.0 324.0 -353.5 -490.4 -1025.0 -1026.8 -192.5 -609.4 -902.5 -234.3 -1205.2 0.0 207.1 -379.1 -265.7 -711.3 -573.9 -143.1 0.0 111.9 -300.8 -255.6 -458.6 -428.9 125.8
110.7 66.5 277.1 159.0 50.9 90.8 154.8 35.1 174.2 363.9 216.3 327.2 181.2 289.1 222.8 213.1 388.3 105.4 163.6 47.4 180.5 5.9 153.4 229.7 324.2 206.3 254.4 232.1 349.2 54.0
Θ △ Hf /(kJ/mol) Θ Θ △ Gf /(kJ/mol) Θ
SΘ
/[J/(mol• /[J/(mol•K)] 56.5 188.1 42.6 173.0 107.1 151.9 96.3 142.0 107.2 167.4 217.6 115.5 149.4 140.9 121.3 144.0 200.4 28.3 164.6 -
cr -1207.8 cr cr cr cr cr cr cr cr cr g cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr g cr cr cr cr g g g g l g g -1228.0 -181.5 -533.5 -938.2 -634.9 -985.2 -482.4 -1434.5 0.0 111.8 -316.2 -391.5 -750.6 -700.4 -203.3 -258.4 -560.7 -161.9 -933.3 0.0 423.0 -1053.5 -1088.7 -459.4 0.0 121.3 0.0 -219.1 -163.2 -189.5 102.5 -212.5 -1128.2 -1175.6 -142.5 -528.9 -742.8 -603.3 -897.5 -477.4 -1322.0 -296.3 -343.9 -669.4 -647.7 -201.4 -228.7 -473.6 -156.5 -822.7 385.0 -977.8 -1024.6 -451.5 105.3 -204.9 -123.0 120.5 -198.3 88.0 68.5 41.4 142.0 193.2 38.1 83.4 56.5 106.5 51.8 167.7 137.2 115.3 92.5 77.4 161.1 54.8 96.0 64.9 123.0 72.0 191.8 151.0 62.3 78.2 165.2 223.1 283.5 281.6 256.8 309.8 82.3 67.0 41.0 149.4 42.0 87.5 47.4 99.7 26.0 20.8 76.7 74.7 80.0 43.4 99.6 26.9 23.1 87.4 61.6 50.0 21.8 33.9 57.7 63.9 42.0 66.5
-832.0 146.0 -736.8 -810.4 -1137.6 -1156.8 -796.6 -525.1 -456.0 -1362.2 286.6 -445.6 -979.4 -580.1 -815.0 -1093.8 168.2 -315.0 -256.0 -175.3 -493.7 -140.6 82.4 -240.5 -229.4 -351.8 -350.6 108.2
CpΘ ——物质的常压热容（298.15K）,单位为 J/(mol•K)。 ——物质的常压热容 298.15K） 单位为J/(mol K)。 物质的常压热容（ J/(mol•
无机化合物的标准热力学数据 Standard Thermodynamic Data of Inorganic Compounds
C pΘ
/[J/(mol• /[J/(mol•K)] 27.2 20.8 25.4 20.8 52.4 50.8 66.7 112.3 142.3 56.8 102.9 93.1 65.9 76.5 131.4 24.4 21.4 101.7 -
0.0 406.0 0.0 284.9 -100.4 -10.5 -127.0 -30.3 -31.1 146.0 -505.8 -731.7 -204.6 -61.8 -171.1 -124.4 -31.1 -32.6 -715.9 0.0 330.0 -527.2 -425.1
cr g cr g cr g cr cr cr cr g cr cr g cr g l g l g g cr g cr cr cr cr g cr cr cr cr cr g l g l g g g g cr
-704.2 -583.2 -1510.4 -1204.6 -313.8 -207.5 -1675.7 -1733.8 -724.0 0.0 0.0 0.0 14.6 302.5 -197.5 -130.0 -305.0 -261.5 -821.3 -785.8 66.4 -58.2 -924.9 -169.0 0.0 0.0 366.1 -53.3 -117.6 -363.6 0.0 0.0 0.0 565.0 -239.7 -205.6 -427.2 -1136.0 100.0 35.6 35.6 71.1 -1273.5
序号 (No.) 1 2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 分子式 (Molecular formula) Ac Ag Ag AgBr AgBrO3 AgCl AgClO AgClO3 AgClO4 AgCN Ag2CO3 Ag2CrO4 AgF AgI AgIO3 AgNO3 Ag2O Ag2S Ag2SO4 Al AlBr3 状态 (State) cr g cr g cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr cr g cr g
91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120
无机化合物的标准热力学数据
Standard Thermodynamic Data of Inorganic Compounds
25.0℃ 298.15K） 下表中的标准热力学数据是以温度 25.0℃（298.15K）处于标准状态的 1 摩 尔纯物质为基准的。 尔纯物质为基准的。 物质状态表示符号为： 气态， 液态，cr—晶体。 物质状态表示符号为：g—气态，l—液态，cr—晶体。 ——物质的标准生成焓 298.15K） 物质的标准生成焓（ kJ/mol； △HfΘ ——物质的标准生成焓（298.15K）,单位为 kJ/mol； Θ ——物质的标准生成 自由能（298.15K） kJ/mol； △Gf ——物质的标准生成 Gibbs 自由能（298.15K）,单位为 kJ/mol； Θ S ——物质的标准熵（298.15K）,单位为 J/（mol·K）； ——物质的标准熵 298.15K） 单位为J/ mol· 物质的标准熵（ J/（
-628.8 -1431.1 -1188.2 -300.8 -1582.3 -1617.9 261.0 -159.0 -259.4 -248.9 -774.2 -770.8 68.9 -59.4 -782.3 -168.6 326.3 521.0 -238.5 -232.5 -387.4 -1119.4 86.7 20.7 -1194.3