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同学你好

今天我们讲一下盖斯定律与标准摩尔反应焓

首先介绍一下盖斯定律

对于一个化学反应

无论是一步完成还是分成几步完成

反应的热效应总值已定

即值与反应的始终态有关

与反应分成几步完成没有关系

这是因为对于一个恒温恒压下的化学反应

反应的热效应

反应焓

QP等于德尔塔H

德尔塔H是一个状态函数

它只与过程的始末状态有关

与所经历的具体过程

它分成几步

以及途径都没有关系

利用盖斯定律

我们可以由已知的反应求未知反应的热效应

比如我们已知碳和氧

生成二氧化碳反应的热效应

德尔塔Hm,1

和一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳

它的热效应德尔塔Hm,2

那么我们把反应一和反应二进行相减

就可以得到第三个反应

碳和氧生成一氧化碳

这样一个反应

那么它的热效应就相应的也满足

德尔塔Hm3

等于德尔塔Hm1减去德尔塔Hm2

因为一氧化碳我们知道

它并不是一个反应的最终产物

它不稳定

一定会继续燃烧生成二氧化碳的

所以碳和氧生成一氧化碳这些反应

我们不能通过量热法

直接得到它的反应热效应

盖斯定律就为我们对于这种

不能直接量得的热效应提供了方便

下面介绍一下恒容热与恒压热之间的关系

对于恒容下进行的化学反应

QV等于德尔塔U

这个我们可以由量热计直接测量

因为量热计都是恒容下的一个绝热的时候

量得的热效应

而通常上的化学反应都是在恒压下进行

适用于QP等于德尔塔H

那么恒压热效应和恒容热效应之间

有怎样的关系呢

根据热力学函数之间的关系

我们知道德尔塔H等于德尔塔U加德尔塔pV

对于凝聚体系德尔塔pV就约等于0

德尔塔H就等于德尔塔U

也就是说恒容热效应就等于恒压热效应

对于有气体参加的反应

德尔塔H等于德尔塔U加德尔塔pV

那么气体的德尔塔pV不能忽略

所以我们要考虑德尔塔pVg

德尔塔pVg就等于德尔塔ngRT

所以德尔塔H等于德尔塔U加德尔塔ngRT

下面介绍一下标准摩尔反应焓

对于一个固定的化学反应

A加B生成Y和Z

反应焓变德尔塔H

等于产物的焓之和减去反应物的焓之和

等于

产物nY乘以Y的焓

加上nZ乘以Z的焓

减去nA乘以A的焓

减去nB乘以B的焓

对于反应进度德尔塔ξ

就等于

nA比上νA

负值

因为反应进度我们都取正值

对于反应物

计量系数ν是负值

所以为了保证它是正值

我们在前面加上负号

nA是一个正值

同样对于B物质等于负的nB除以νB

等于nY除以νY

等于nZ除以νZ

因为对于产物既然系数都为正了

所以nY除以νY前面都是正号

这样我们把反应进度

和n之间的关系带到这个式子

这样化学反应的焓德尔塔RH

就等于各个反应物和产物的计量系数ν

与它们的焓的乘积的之和

再乘以反应进度德尔塔ξ

那么我们定义

单位反应进度

单位反应进度下的焓变为摩尔反应焓

用下标m来表示摩尔反应焓

就等于焓变除以德尔塔ξ

这样摩尔反应焓

就可以写成

等于计量系数

乘以每物质的摩尔焓的和的形式

用加和符号表示就是这样的

这个星号代表了纯物质的焓

如果是混合物

我们就用偏摩尔量H来代替H星

在反应温度一定及标准压力下

我们定义摩尔反应焓为标准摩尔反应焓

用于上标标准符号来表示

就等于计量系数ν与所有物质

它的标准摩尔焓进行求和

今天就讲到这里