标准生成焓和标准燃烧焓
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2-8标准摩尔反应焓的计算
★ 8C (石墨) + H2(g)
cHm(石墨)
C6H5 · 2H3(g) C
cHm(H2,g)
cHm(C6H5· 2H3,g) C
8CO2 (g)+ 4H2O(l)
v
B
B
O O O O f H m (B, β, T ) f H m (C6 H5 C2 H3 , β, T ) r H m (T ) vB c H m (B, β, T ) B
CO + ½O2(g) = CO2(g)
r H m f H m (CO2)
H2(g) + 0.5O2(g) = H2O (g)
c H m(CO,g)
r H m f H m (H2O,g) c H m (H2,g)
2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l)
12
★C(石墨) + O2 (g)＝CO2 (g) 与 H2(g) + 1/2O2 (g)＝H2O (l) 两反应的fHm与cHm有何特点？
fHm(CO2,g) = cHm (石墨,s) fHm(H2O,l) = cHm (H2,g)
13
例2.8.1： 已知25 ℃时：
c Hm (C2H5OH, l) 1366.8kJ mol1
H2O(l) -285.83 H2O(g) 33.58
CO2(g) -393.51 CO2(g) 37.10
H2(g) 0 H2(g) 28.82
CH4(g)
Cp, m /J· -1· -1 35.31 mol K
已知298.15K时，水的摩尔蒸发焓为44.01kJ· -1 mol
22
方法一——设计过程 T1 =1000K T2=298.15K
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
02
如果反应中有固体或纯液体参加，其计量系数不应包含在计算
中。
标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓是温度和压力的函数，因此
03
在不同温度和压力下，需要进行相应的修正。
04 标准摩尔反应焓在化学反 应中的应用
判断化学反应的可能性
反应焓变
通过计算标准摩尔反应焓，可以了解化学 反应的能量变化，进而判断反应是否可能 发生。通常情况下，若反应焓变小于0， 则反应能够自发进行；反之，则不能。
标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓 计算标准摩尔反应焓
2023-10-27
目 录
• 标准摩尔生成焓与标准摩尔燃烧焓 • 标准摩尔反应焓 • 利用标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标
准摩尔反应焓 • 标准摩尔反应焓在化学反应中的应用 • 标准摩尔反应焓与能源利用
01 标准摩尔生成焓与标准摩 尔燃烧焓
标准摩尔生成焓定义
通过实验测定标准摩尔反应焓，需要使用恒温恒压下的反应体系，并精确测量各组分的物质的量和反 应过程中的温度变化。
常见的标准摩尔反应焓计算方法包括燃烧法、中和法、氧化还原法等。
标准摩尔反应焓的应用
可以利用标准摩尔反应焓来评估化学反应的 能量变化情况，指导化学工艺流程设计、优
化和节能减排。
可以利用标准摩尔反应焓来研究化学反应动 力学和热力学过程，揭示化学反应的本质和
指导化学反应的优化条件
条件优化
标准摩尔反应焓可以指导化学反应的优化条件。通过计算不同条件下的标准摩尔反应焓，可以找到最 佳的反应条件，如温度、压力、浓度等。
催化剂选择
在某些情况下，催化剂可能会影响标准摩尔反应焓。利用标准摩尔反应焓的计算结果，可以为催化剂 的选择提供参考。
05 标准摩尔反应焓与能源利 用
习题一-——热力学第一定律
202650 11.2 103 / 8.314 273 K 解：(1) T1 = p1V1 /nR
因pT = 常数 故T2=p1T1/p2=202.65×273/405.3=136.5K V2=nRT2/p2 = 8.314×136.5/405.3=2.8dm3 (2) 单原子理想气体CV,m=3/2 R, Cp,m= 5/2 R ΔU = CV (T2－T1) = 3/2×8.314×(136.5－273) =－1702 J ΔH = Cp (T2－T1) = 5/2×8.314×(136.5－273) =－2837 J (3) pT = B, p = B/T dV=(2RT/B)dT B 2 RT W pdV dT 2 RdT T B 2 8.314 (136.5 273) 2270J V=RT/p=RT2/B,
答：因为绝热 Q = 0； P V ，V W Δ
e
0
，故 W ＜
0
； Q W 0 W 0 ；又因为 Δ T 0 ，所 U 以Δ H C pΔ T 0 。
（4）水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功 之后恢复原态，以水蒸气为系统。 答：系统对外作功，故W＜0；因系统经循环 后恢复原态，状态函数都恢复原值，所 Δ 以Δ U 0，H 0 ；又据Q U W ，所以 Q 0 。
始态 n = p0V0/RT0= 4.403mol p0= 1000kPa 3 V0= 10dm T0= 273.2 K
绝热可逆
r
CP , m CV ,m
12.471 8.314 1.667 12.471
P T2 T0 ( ) P2
9.032KJ
1 r 0 r
1000 273.2( ) 100
因pT = 常数 故T2=p1T1/p2=202.65×273/405.3=136.5K V2=nRT2/p2 = 8.314×136.5/405.3=2.8dm3 (2) 单原子理想气体CV,m=3/2 R, Cp,m= 5/2 R ΔU = CV (T2－T1) = 3/2×8.314×(136.5－273) =－1702 J ΔH = Cp (T2－T1) = 5/2×8.314×(136.5－273) =－2837 J (3) pT = B, p = B/T dV=(2RT/B)dT B 2 RT W pdV dT 2 RdT T B 2 8.314 (136.5 273) 2270J V=RT/p=RT2/B,
答：因为绝热 Q = 0； P V ，V W Δ
e
0
，故 W ＜
0
； Q W 0 W 0 ；又因为 Δ T 0 ，所 U 以Δ H C pΔ T 0 。
（4）水蒸气通过蒸汽机对外做出一定量的功 之后恢复原态，以水蒸气为系统。 答：系统对外作功，故W＜0；因系统经循环 后恢复原态，状态函数都恢复原值，所 Δ 以Δ U 0，H 0 ；又据Q U W ，所以 Q 0 。
始态 n = p0V0/RT0= 4.403mol p0= 1000kPa 3 V0= 10dm T0= 273.2 K
绝热可逆
r
CP , m CV ,m
12.471 8.314 1.667 12.471
P T2 T0 ( ) P2
9.032KJ
1 r 0 r
1000 273.2( ) 100
标准生成焓和标准燃烧焓PPT课件
Δ f Hm
最稳定单质：H2(g), N2(g), O2(g), C(石墨), S(正交硫), Hg(l), Sn(白锡), Cu(s)
标准摩尔燃烧焓：物质在 O2 中完全燃烧时的标 准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ cHm
燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)
摩尔反应焓：
Δr Hm B Hm,B
B
处于反应体系当前状态，不是平
衡态，只是近似的状态函数。
标准摩尔反应焓： Δr Hm B Hm,B
B
都处于标准态，是状态函数， 仅依赖温度。就用它了！
标准摩尔生成焓：由最稳定的单质生成该物质时 的标准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
恒压过程,绝热 ΔH Qp 0
DU DH D( pV ) pDV 0
例：一化学反应在恒压绝热和只做体积功的条件下进行， 温度由T1升高至2T1，则其DH = 0。若在恒温恒压和只做 体积功的条件下进行，则其DH < 0。(>、=、<)
恒压过程,绝热 ΔH Qp 0
A p,T1
DH1
Δc Hm CO
Δc Hm
CO 2 H2O(l), SO2, N2
基准
小结：
摩尔反应焓
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
B
B
H
m
(B)
标准摩尔反应焓
Δr Hm
B
B
Hm
(B)
标准摩尔生成焓
最稳定单质：H2(g), N2(g), O2(g), C(石墨), S(正交硫), Hg(l), Sn(白锡), Cu(s)
标准摩尔燃烧焓：物质在 O2 中完全燃烧时的标 准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ cHm
燃烧生成物：H2O(l), N2(g), CO2(g), SO2(g)
摩尔反应焓：
Δr Hm B Hm,B
B
处于反应体系当前状态，不是平
衡态，只是近似的状态函数。
标准摩尔反应焓： Δr Hm B Hm,B
B
都处于标准态，是状态函数， 仅依赖温度。就用它了！
标准摩尔生成焓：由最稳定的单质生成该物质时 的标准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
恒压过程,绝热 ΔH Qp 0
DU DH D( pV ) pDV 0
例：一化学反应在恒压绝热和只做体积功的条件下进行， 温度由T1升高至2T1，则其DH = 0。若在恒温恒压和只做 体积功的条件下进行，则其DH < 0。(>、=、<)
恒压过程,绝热 ΔH Qp 0
A p,T1
DH1
Δc Hm CO
Δc Hm
CO 2 H2O(l), SO2, N2
基准
小结：
摩尔反应焓
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
B
B
H
m
(B)
标准摩尔反应焓
Δr Hm
B
B
Hm
(B)
标准摩尔生成焓
标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓课件
的应用。
通过实例演示如何利用标准摩尔 生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标
准摩尔反应焓。
培养学生运用热力学数据进行化 学计算的能力。
适用范围
01
本课件适用于化学、化工、材料 等相关专业的大学生及研究生。
02
对于从事化学研究、生产及教育 的科研人员、工程技术人员及教 师等也具有一定的参考价值。
CHAPTER 02
标准摩尔燃烧焓
在标准状态下，1mol物质完全 燃烧生成稳定氧化物时的反应 焓变。
计算标准摩尔反应焓
利用标准摩尔生成焓或标准摩 尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 。
实验步骤
准备试剂和设备、测定反应物 和生成物的质量、测量温度变
化、计算反应焓变。
数据记录与处理
数据记录
记录实验过程中各物质的质量、温度变化等关键数据。
标准摩尔生成焓和标准 摩尔燃烧焓计算标准摩
尔反应焓课件
CONTENTS 目录
• 引言 • 标准摩尔生成焓 • 标准摩尔燃烧焓 • 标准摩尔反应焓 • 影响因素分析 • 实验验证及数据处理 • 结论与展望
CHAPTER 01
引言
目的和背景
阐述标准摩尔生成焓和标准摩尔 燃烧焓的概念及其在化学反应中
数据处理
利用公式计算标准摩尔反应焓变，进行数据分析和整理 。
结果分析与讨论
结果分析
对比实验值与理论值，分析误差来源及 可能原因。
VS
讨论
探讨影响实验结果的因素，提出改进实验 方法和数据处理方式的建议。
CHAPTER 07
结论与展望
主要结论总结
标准摩尔生成焓与标 准摩尔燃烧焓是计算 标准摩尔反应焓的基 础。
标准摩尔燃烧焓
定义与概念
通过实例演示如何利用标准摩尔 生成焓和标准摩尔燃烧焓计算标
准摩尔反应焓。
培养学生运用热力学数据进行化 学计算的能力。
适用范围
01
本课件适用于化学、化工、材料 等相关专业的大学生及研究生。
02
对于从事化学研究、生产及教育 的科研人员、工程技术人员及教 师等也具有一定的参考价值。
CHAPTER 02
标准摩尔燃烧焓
在标准状态下，1mol物质完全 燃烧生成稳定氧化物时的反应 焓变。
计算标准摩尔反应焓
利用标准摩尔生成焓或标准摩 尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓 。
实验步骤
准备试剂和设备、测定反应物 和生成物的质量、测量温度变
化、计算反应焓变。
数据记录与处理
数据记录
记录实验过程中各物质的质量、温度变化等关键数据。
标准摩尔生成焓和标准 摩尔燃烧焓计算标准摩
尔反应焓课件
CONTENTS 目录
• 引言 • 标准摩尔生成焓 • 标准摩尔燃烧焓 • 标准摩尔反应焓 • 影响因素分析 • 实验验证及数据处理 • 结论与展望
CHAPTER 01
引言
目的和背景
阐述标准摩尔生成焓和标准摩尔 燃烧焓的概念及其在化学反应中
数据处理
利用公式计算标准摩尔反应焓变，进行数据分析和整理 。
结果分析与讨论
结果分析
对比实验值与理论值，分析误差来源及 可能原因。
VS
讨论
探讨影响实验结果的因素，提出改进实验 方法和数据处理方式的建议。
CHAPTER 07
结论与展望
主要结论总结
标准摩尔生成焓与标 准摩尔燃烧焓是计算 标准摩尔反应焓的基 础。
标准摩尔燃烧焓
定义与概念
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
燃烧焓和生成焓的关系
燃烧焓和生成焓的关系
燃烧焓和生成焓是热力学中的两个重要概念，它们之间存在着密切的关系。
燃烧焓是指在恒压下，单位质量燃料完全燃烧所释放出的热量，通常用kJ/kg表示。
而生成焓则是指在恒压下，单位质量物质从元素状态转化为化合物状态时所吸收或释放的热量，也通常用kJ/kg表示。
燃烧焓和生成焓之间的关系可以通过热力学第一定律来解释。
根据热力学第一定律，能量守恒，即能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在化学反应中，化学键的形成和断裂会导致能量的转化，因此热力学第一定律可以用来描述化学反应中的能量变化。
在化学反应中，燃烧焓和生成焓之间的关系可以用下式表示：
ΔH = ΣnΔHf(products) - ΣmΔHf(reactants)
其中，ΔH表示反应的焓变，ΔHf表示标准生成焓，n和m分别表示生成物和反应物的摩尔数。
这个式子表明，反应的焓变等于生成物的标准生成焓之和减去反应物的标准生成焓之和。
这个式子也可以被解释为，反应的焓变等于反应物中化学键的断裂所吸收的能量减去生成物中化学键的形成所释放的能量。
因此，燃烧焓和生成焓之间的关系可以用来计算化学反应的热效应。
如果反应的焓变为正值，说明反应是吸热反应，需要吸收能量才能
进行；如果反应的焓变为负值，说明反应是放热反应，会释放能量。
燃烧焓和生成焓是热力学中的两个重要概念，它们之间存在着密切的关系。
通过热力学第一定律，我们可以用燃烧焓和生成焓来计算化学反应的热效应，从而更好地理解化学反应的能量变化。
最新 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
3.标准摩尔反应焓随温度的变化——基希霍夫公式
r
H
m
(T2
)
r
H
m
(T1)
T2 T1
rC
θ
p,m
dT
其中rCຫໍສະໝຸດ p,mvACpθ,m
(
A)
vBCpθ,m
(B)
vY
Cθ p,m
(Y
)
vZ
Cθ p,m
(Z
)
p69
其余元素的稳定单质均为固体。
碳的稳定态为石墨，而非金刚石；
硫的稳定单质为正交硫即S（正交），而非单斜硫。
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
2.标准摩尔燃烧焓
定义：一定温度下化学计量数vB=-1的有机物质B与氧气进行
完全燃烧反应生成规定的燃烧产物时的标准摩尔反应焓，称 为物质B在该温度下的标准摩尔燃烧焓。
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)；
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
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(C2H5OH,g)
= [110.16 2 241.818 (2 235.10)]kJ mol1
96.72kJ mol1
例2 计算下列反应在25℃时的标准摩尔反应焓。
衡态，只是近似的状态函数。
标准摩尔反应焓：
Δr
H
d m
B
H
d m,B
B
都处于标准态，是状态函数，
仅依赖温度。就用它了！
标准摩尔生成焓：由最稳定的单质生成该物质时 的标准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ
f
H
d m
最稳定单质：H2(g), N2(g), O2(g), C(石墨),
1 2
O2
(g)
摩尔反应焓：单位反应进度的反应焓变
(molar enthalpy of reaction)
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
状态函数只 在平衡态下 才有意义！
摩尔反应焓近似是状态函数！由反应体系当前的 状态决定。更直观地，也可如下定义：
dD+eE+······＝gG+rR+······
nD nD (0) nE nE (0) L nG nG (0) nR nR (0) L
D
E
G
R
nD nD(0) d , L , nG nG (0) g , L
反应进度不依赖于物种，但是依赖计量系数。
0 2H2O(l) 2H2(g) O2(g)
0
H2O(l)
H2
(g)
+ C2H4
i.g. 25℃ p d
-2O2
CH4
i.g. 25℃ p d
3C + 4H2
石墨 25℃ p d i.g. 25℃ p d
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 Hmd (H2O, g, T) Δf Hmd (H2O, l, T) ΔvapHmd (H2O, T)
0
B
BB
化学反 应进度
def nB nB (0) B
或产物
(reactant or product)
化学 计量数 (stoichiometric
(extent of reaction) dnB Bd
number)
dD+eE+······＝gG+rR+······
0
B
BB
def nB nB (0) B
◆注意物质的聚集状态不同时，其标准摩尔燃烧焓 也不同。
CH 3OH(l)
3 2
O2
CH 3OH(g)
3 2
O2
CO 2 2H 2O
◆ ΔcHmd (CH3OH,l,T)=ΔcHmd (CH3OH,g,T ) ΔvapHmd (CH3OH,T )
例1 由标准摩尔生成焓计算25℃时下列反应的标准 摩尔反应焓。
Δ
Δ
gHm,G rHm,R L dHm,D eHm,E L
标准摩尔反应焓：物质处于标准态下的摩尔反应焓 (standard molar enthalpy of reaction)
dD+eE+······＝gG+rR+······
摩尔反应焓：
Δr Hm B Hm,B
B
处于反应体系当前状态，不是平
S(正交硫), Hg(l), Sn(白锡), Cu(s)
标准摩尔燃烧焓：物质在 O2 中完全燃烧时的标 准摩尔反应焓
(standard molar enthalpy of combustion)
Δ
c
H
d m
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 2 H2O(l), SO2, N2
基准
小结：
摩尔反应焓
Δr Hm
def
lim
ξ ξ1 0
Δr H
2 1
dH
d
B
B
H焓
Δr Hmd
B
B
Hmd
(B)
标准摩尔生成焓
由最稳定的单质生
成该物质时的标准摩尔
反应焓
Δf
H
d m
标准摩尔燃烧焓
物质在 O2 中完全 燃烧时的标准摩尔反
CO
1 2
O2
CO 2
C O2, N2, Cu, Hg(l) 基 准
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hmd
B
B Δf
Hmd
(B)
CO
1 2
O2
CO 2
1 2
O2+
+O2
C
Δr Hmd
B
B Δc Hmd
(B)
Δf
H
d m
CO 2
Δf
H
d m
CO
Δr
H
d m
C
Δr
H
d m
Δc
H
d m
CO
Δc
H
d m
Δr Hm gHm,G rHm,R L dHm,D eHm,E L
B Hm,B 其值与化学计量系数有关 B
Hm,B可近似看作反应体系当前状态下物质B的摩尔 焓，是温度、压力和物质浓度的函数。
摩尔反应焓两种定义等价性的证明：
dD+eE+······＝gG+rR+······
设反应物B的量的微变为DnBnB(D)nB()：
应焓
Δc
H
d m
◆标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓是物质的特性 ◆标准摩尔反应焓的数值取决于反应方程式的写法
◆ Δr Hmd
B
BΔf
Hmd
(B)
B
BΔc
Hmd
(B)
3CO2 + 4H2O
i.g. 25℃ p d
l 25℃ p d
绿：燃烧
+5O2
C3H8
i.g. 25℃ p d
Δr
H
d m
-3O2
解： 2C2H5OH(g) C4H6(g) 2H2O(g) H2(g)
Δf
H
d m
C2H5OH(g)
C4H6(g)
kJ mol1 -235.10
110.16
H2O(g) H2(g) -241.818 0
Δr
H
d m
Δf Hmd (C4H6 ,g)+2Δf Hmd (H2O,g)
2Δf
H
d m
1-11 标准生成焓和 标准燃烧焓
Standard Enthalpy of Formation and Standard Enthalpy of Combustion
最稳定单质
△f H
物质B
物质B
△c H
最终燃烧产物
化学反应的表示方法
dD+eE+······＝gG+rR+······ 反应物
左边物质称为反应 物，化学计量数为 负，右边为产物， 化学计量数为正。
Δr H Hm,GΔnG Hm,RΔnR L Hm,DΔnD Hm,EΔnE L
Δ ΔnG ΔnR L ΔnD ΔnE L
gr
d
e
ΔnG gΔ , ΔnR rΔ , L , ΔnD dΔ , ΔnE eΔ ,L
Δr H Hm,GΔnG Hm,RΔnR L Hm,DΔnD Hm,EΔnE L