《无机化学》课程教学资源（课件讲稿）第五章 化学反应的能量和方向（化学反应中的能量关系——标准摩尔生成焓）

标准摩尔生成(standardmolarenthalpyofformation)1、定义：标准态下，最稳定的纯态单质生成单位物质的量的某物质的恰变，称为该物质的标准摩尔生成恰。符号： 4,Hf一“生成1“formation"单位：kJ·mol-1(1)说明最稳定单质：O2、H2、N2、CI,均为气态I (s)4,H%(最稳定单质）=?正交硫

1、定义：标准态下，最稳定的纯态单质生成单 位物质的量的某物质的焓变 ，称为该物质的标准摩尔生成焓。 θ 符号： Δf Hm f ⎯ “生成” “formation” （1）最稳定单质： C : ； Br2 : ； I2 : P : ； Hg : ； S : O2、 H2、 N2 、 Cl2均为气态 说明 单位：kJ·mol-1 标准摩尔生成焓(standard molar enthalpy of formation) 石墨 Br2 (l) I2 (s) 白磷 Hg (l) 正交硫 (最稳定单质）=? θ Δf Hm

(2)最稳定单质的标准摩尔生成烩为零由此：△,H（石墨)=4,Hm[0,(g)/ =00思考: Na(s)+=Cl,(g)→NaCl(s)A,Hom相等A,Hm[NaC(s)]即:△,Hm =△,Hm[NaCl(s)]再如：2C(石墨）+3H（g）→CH（g）4,H是热力学中非常重要的数据，附录4（P503)

（2）最稳定单质的标准摩尔生成焓为零 Δ H [O2 (g)] = ? θ （石墨）= ? f m θ 由此： Δf Hm  r Hm H [NaCl(s)] f m   相等关系 + ( ) → 2 1 ( ) 思考： Na s Cl2 g NaCl(s)  r Hm H [NaCl(s)] f m  即： =  [ ( )] f Hm C2 H6 g  =   r Hm 2C(石墨）+ 3H（2 g）→ ( ) 再如： C2 H6 g 是热力学中非常重要的数据，附录4 （P503)。 θ Δf Hm 0 0

2、应用（1）由^,H°判断同类化合物的相对热稳定性4,H%代数值越小，化合物越稳定。物质热稳定性AHm/(kJ·mol-l)加热不分解-635.09CaO(s)高温时分解CuO(s)-157.30△,HoA,Hm计算(2）用mm

2、应用  （1）由 f Hm 判断同类化合物的相对热稳定性 CuO(s) -157.3 高温时分解 CaO(s) -635.09 加热不分解 物质 fHm/(kJ·mol-1 ) 热稳定性 Δf Hm θ 代数值越小，化合物越稳定。 （2）用 计算  f m r Hm H  

A,Hom反应物生成物途径1Zve4,H%(反)Ev4,H"(生)途径2最稳定单质由Hess定律：,H=ZVB△,H°(反应物)+ZVA,H°(生成物)对反应:aA+bB =cC+dA,H%(C)+dA,H(D))正负-[aA,Hm(A)+bA,Hm(B)系数

H H ( ) H ( ) θ B f m θ m B θ r m =  Δf 反应物 +  Δ 生成物 由Hess定律： 对反应: aA + bB = cC + dD [ ( ) ( )] [ ( ) ( )] aΔ H A bΔ H B Δ H cΔ H C dΔ H D θ f m θ f m θ f m θ f m θ r m − + = + 正 负 系数  r Hm 途径1 途径2 反应物 生成物 最稳定单质 B (反 ? ) ? θ Δf Hm  (生) θ B Δf Hm ν

系数[例1]计算下列反应的△,H°2 Na,02 (s) + 2 H,0 0) - 4 Na0H (s) + 02 (g)解：查表得各物质的△H°如下：Na,O2 (s)H0 ()N:OH (s)02 (g)kJ -mol -10-510.9-285.8-425.6A,H" =[44 H(NaOH,s(+1A,Hm(O2,g))-[2,H (Na,O2, s)+2A,H (H,0, 1)]=[4 × (25.6) + 0] -[2 ×(10.9) + 2 ×((285.8))= -109.0 kJ . mol-1正负

[例1]计算下列反应的 θ Δr Hm 2 Na2O2 (s) + 2 H2O (l) = 4 NaOH (s) + O2 (g) 解：查表得各物质的  f Hm 如下： Na2O2 (s) H2O (l) NaOH (s) O2 (g) −1 -510.9 -285.8 -425.6 0 kJmol 1 f m 2 2 f m 2 m f m 2 f r m 109.0 kJ mol [4 ( 425.6) 0] [2 ( 510.9) 2 ( 285.8)] [2 H (N a O ,s) 2 H (H O,l)] H [4 H (NaOH,s) 1 H (O ,g)] −      = −  =  − + −  − +  − −  +   =  +  系数 正负

反应序号[例2]A.H2 /kJ.mol-1-292(1)2Cu,0(s)+02(g) →4Cu0(s)-11.3(2)CuO(s)+Cu(s) →Cu,O(s)计算△,H(CuO,s)(3)解:(2)X2得： 2Cu0(s)+2Cu(s)→2Cuz0(s)4,H°(3) = 24,H°(2) = -22.6KJ .mol-l(4)(3)+(1)得: 2Cu(s)+02(g)→2Cu0(s)A,H(4)= △,H(3)+△,H(1) = -314.6KJ .mol-1△,H°(4)-314.6: -157.3KJ ·mol-1,Hm (CuO,s) =22

解:(2)×2得：2CuO(s)+2Cu(s)→2Cu2O(s) （3） (3)+(1)得：2Cu(s)+O2 (g)→2CuO(s) （4） Δ H (3) θ r m θ 1 2Δr Hm (2) 22.6KJ mol− = = −  (4)  r Hm =  (3) +  r Hm 1 (1) 314.6 −  H = − KJ mol r m   f Hm (CuO,s) 1 157.3 2 314.6 2 (4) − = −  − =  = KJ mol r Hm  反应 计算 (CuO,s)  f Hm (２) (１) 序号 CuO(s)+Cu(s)→ Cu2O(s) -11.3 2Cu2O(s)+O2 (g)→ 4CuO(s) -292 /kJ·mol  -1 r Hm [例2]

由以下两个反应热求NO的标准摩尔生成恰。思考(1) 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6H,O(l)A,H =-1530kJ.mol-1(2) 4 NH3(g) + 3 02(g) = 2 N2(g) + 6H,0()A,He:=-1170kJ.mol-1(-90kJ·mol-')m得: 2 N2 (g) +2O2(g) = 4 NO(g)(1)-(2)4,H%(NO) = =[4,H°(1) - 4,Hm(2)m4

由以下两个反应热求NO的标准摩尔生成焓。 (1) 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) = 4 NO(g) + 6H2O(l) (2) 4 NH3 (g) + 3 O2 (g) = 2 N2 (g) + 6H2O(l) 1 r 1170 −  H = − k J mol m  1 r 1530 −  H = − k J mol m  思 考 (-90kJ·mol-1 ) （1）-（2）得：2 N2 (g) +2O2 (g) = 4 NO(g) Δ H (1) Δ H (2)] 4 1 Δ H (NO) θ r m θ r m θ f m = [ −