当前课程知识点：大学化学 > 第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡 > 6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一) > Video
同学们好
这一节我们继续
化学反应中的
能量变化的学习
上一节课
跟大家讨论了
反应进度与反应的
摩尔焓变之间的关系
那么这一节呢
我们将跟大家讨论
一个新的话题
也就是热化学方程式
与盖斯定律
什么是热化学方程式呢
同学们在中学里
可能已经用过或了解过
关于化学反应与
能量变化之间的关系
但是
我们在中学里很少
把热化学方程式
拿出来
作为一个单独的话题来讨论
大学化学里
为了更清楚的了解
化学反应过程当中的
能量变化关系
这时候
就要在化学反应当中
特别把反应的热效应
尤其是在
等压条件下的热效应
作为我们讨论化学反应当中
能量变化的
一个关键问题
对于这个关键问题的解析
就需要我们引入
对于热化学方程式的
规范化的理解和讨论
所谓的热化学方程式
是指把化学反应的热效应
标注在
与我们的化学反应方程式
相关的位置
从而体现
我们化学反应过程当中
能量的变化的大小
讲到这儿
同学们也许就觉得恍然大悟
李老师
那热化学方程式
不就是我们中学里已经讲过的
对于一个方程来讲
把它的反应的摩尔焓变
或者是
我们反应的热效应
标注在这样的一个方程当中
不就是热化学方程式了吗
回答是正确的
但是正确的前提
是你是否把握了
热化学方程式
它的书写规范
以及热化学方程式
它的内涵
首先
我们从这样一个例子当中来看
对于要描述的
化学反应的进程
我们需要写出
这样一个反应的方程式
同时
按照这样一个
反应方程式当中
系数ν的变化规律
我们还需要给出
按照这样一个反应的进度
我们最后可以得到的
反应的标准的摩尔焓变
这两者的组合
就被称为热化学方程式
在这里有一个细节
我不知道同学们在中学里
是不是注意到了
也就是
我们的热化学方程式当中
往往会用箭头
来代替我们的等号
原因在哪里呢
同学们如果问过这个问题
也许会思考
这个等号
被替换成一个箭头
是多此一举
还是我们必须要参考的
一个实际的情况
答案是后者
原因是什么呢
我们了解
所有的化学反应
都会有一个平衡的状态
我们刚才讲的反应进度
是理想的按照我们的
化学计量比的系数
来推进的一个
化学反应的一个进程
而在多数的化学反应当中
实际上
我们很难得到1mol的
这样一个反应的进度
而远在达到1mol的
反应进度之前
反应就进入了平衡状态
但是如果我们要了解
反应的标准的摩尔焓变
就需要
把这样的一个反应
推向理想的ξ
等于1mol的状态
那么这个时候呢
我们再用方程来表示
等号两边的关系
就有些勉强
所以
为了更准确的把握
按照化学计量比
来反应的物质的摩尔焓变
我们就需要把我们
有可能达到平衡的
这样一种状态呢
理解为
我们一定要按照化学计量比
达到ξ=1mol的
这样一种状态
这时候
这两个系数之间
才能真正的
从内在关系上
和物理意义上
达到完美的统一
所以这时候
用箭头表示这样一个
反应由反应物
向生成物方向
进行的这样一个趋势
比用等号要来的更加符合
客观的实际情况
所以在热化学方程式当中
我们一直用箭头来代替
我们的等号
原因就在这里
此外
了解了这样一个情况以后
我们还可以从
相似的反应当中
看到
对于分数这样的一个
系数的情况下
我们同样可以根据
我们的ν的变化的不同
能够找出对于新的反应
在不同的状态下
它的反应的标准的
摩尔焓变
这样的热化学方程式
与我们普通的
热化学方程式之间的关系
除了两者之间的
内在的联系以外
就是它书写的规范的要求
首先
书写热化学方程式的时候呢
化学计量比
一定要把握的准确
其次呢 由于我们知道
物质的聚集状态
当它处在气、液、固
不同的状态时
所对应的焓变
会有大小的差异
所以
我们一定要在
热化学方程式当中的
反应物和产物的
下角 标注上相应的
气态、液态和固态的符号
同时由于我们热力学
研究能量的变化
强调外界环境的条件
一般情况下
我们需要标出
所测量的热力学参数
是处在什么样的温度
和压力条件下
大多数情况下
为了统一
我们热力学参数的
测试条件
在前面已经跟大家介绍了
我们设定了一个
热力学的标准状态
也就是规定了
测试时环境的压力
为100kPa
如果我们的测试
是在这样的
标准状态下进行的
那么在我们的
热化学方程当中
可以只标示温度
而把压力这一部分
条件忽略掉
同时
从中学里我们就了解了
对于一个正向反应的
反应热效应
和逆向反应的热效应来讲
两者之间的数值
也就是绝对值是相等的
而它们的符号却是相反的
从常识上说
也就是
正向反应
如果是吸热反应的话
逆向反应
就一定是一个放热反应
反之亦然
同时
虽然我们的热力学参数
测试的条件呢
是在热力学的标准状态下
但是
由于热力学的标准状态
仅规定了参考温度
为298.15K
而没有去规定
我们的标准温度
而我们知道
系统的热力学参数
特别是我们的
不同温度下的
摩尔焓变
是会随着温度的变化
而有所变化的
但是
值得庆幸的是
温度变化不大时
我们依然可以参考
在室温298.15K条件下
所测试的
我们的标准的摩尔焓变
这样就给我们处理
复杂的热化学方程问题
带来了方便
当然这是指大多数情况下
而且指温度变化的区间
不太大的情况下
如果
温度变化区间非常大
而且这个反应呢
它的焓变对于温度的
依赖性又特别强
这时候同学们
就要参考
具体的方法来处理
温度与焓变之间的关系
在这里我们就
不多加以介绍了
最后还要告诉大家的是
化学反应方程
不能与热效应
同时写在方程当中
这是什么概念呢
比如说
中学里不经意间
我们就会写出
这样的方程式
刚才看到
李老师写的热化学方程
实际上是两个式子
它们各自代表了
不同的物理的特征
中学里同学们
在作业考试
有的时候甚至在课堂上
会不自觉的为了方便
把反应的方程式
它的右侧
根据放热或吸热
这样的一个特点呢
给它加上相应的热效应
或减掉相应的热效应
这个方程
看起来方便
但是
它的物理意义
是错误的
原因是
方程当中的等号
就预示着
我们两侧的物理量
应该具有等价的性能
但是我们知道
反应物和产物
它们的量纲呢
是摩尔数、浓度
或者是相关等价的
物理量
但是我们的反应的焓变呢
它的量纲却是不变的
kJ·mol-1
显然在方程的这一端
有kJ·mol-1
还有mol
在另一端只有mol
同学们说
这样的等号
能够成立吗
答案一定是否定的
所以今天学了大学化学
同学们就
再也不要去认可
这样的方式来表示
热化学方程式
同时呢 也要告诉你们的同学
告诉比你们更年幼的
还在中学里学习的
这些学妹和学弟们
未来学习化学方程
一定不要养成这样的习惯
否则的话在大学里
就会对量纲
产生一个混淆的概念
这样对于我们精确的掌握
热化学方程式当中
反应的能量
与物质量的变化关系呢
是非常不利的
-1.1 不一样的大学化学
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-1.2 化学体系的建立
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-1.3 应该了解的化学
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-1.4 课程学习的必要准备
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-第一章 绪论--第一章 习题
-2.1 物质的聚集状态—物质的相与相变
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-2.1 物质的聚集状态—气体—理想气体与实际气体
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-2.1 物质的聚集状态—气体—实际气体的状态方程
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-2.1 物质的聚集状态—液体
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-2.1 物质的聚集状态—固体—单晶多晶与非晶结构；晶体的宏观性质
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-2.1 物质的聚集状态—固体—晶体的对称性
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-2.1 物质的聚集状态—等离子体
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-2.1 物质的聚集状态—液晶
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-2.1 物质的聚集状态—等离子、液晶与平板显示技术
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-2.2 溶液的性质—溶液的特点与分类
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-2.2 溶液的性质—气体、液体和固体的溶解
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—饱和蒸气压降低
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—稀溶液的沸点升高
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—溶液的凝固点降低
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性— 溶液的渗透压
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-2.2 溶液的性质—非电解质稀溶液的依数性—反渗透现象
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-第二章 物质的聚集状态与溶液的性质--第二章习题
-3.1原子核外电子运动的描述-原子结构理论的发展
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-3.1原子核外电子运动的描述-核外单电子运动的量子化模型
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-3.1原子核外电子运动的描述-电子运动的特点
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道- 电子运动的波函数与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-量子数的取值与原子轨道
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-3.2电子运动的波函数与原子轨道-自旋量子数的取值原则
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-3.3核外电子排布-多电子原子核外电子运动的描述
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-3.3核外电子排布-基态原子核外电子的排布
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-3.4元素周期律-元素周期律与元素周期表
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-3.4 元素周期律-元素性质的周期性
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-3.4元素周期律-电子结构与元素性质
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-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 小论文
-第三章 原子结构与元素周期律--第三章 习题
-4.1 离子键理论—离子键理论
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-4.1 离子键理论—离子键价键构型
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-4.1 离子键理论—离子半径与离子晶体的结构
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-4.2 共价键理论—经典路易斯理论
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-4.2 共价键理论—现代价键理论
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-4.2 共价键理论—共价键的性质
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道的理论要点
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（一）
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-4.3 杂化轨道理论—杂化轨道类型（二）
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-4.3 杂化轨道理论—不等性杂化轨道理论
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）I
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-4.4 价层电子对互斥理论（VSEPR）II
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道的建立
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-4.5 分子轨道理论-分子轨道能级图
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-4.5 分子轨道理论-异核双原子分子和离子
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-4.6 分子间作用力-分子的极性
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-4.6 分子间作用力-分子间作用力
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-4.7 氢键
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-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 小论文
-第四章 分子结构与化学键理论--第四章 习题
-5.1 配合物的基本特征-配合物的形成
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-5.1 配合物的基本特征-配合物的命名规则
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-5.2 配合物的化学键理论-配位学说
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-5.2 配合物的化学键理论-配合物价键理论
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-5.2 配合物的化学键理论-晶体场理论
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-5.3 配合物化学键理论的应用-配合物的几何异构现象
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（一）
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-5.3 配合物化学键理论的应用晶体场理论的应用（二）
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-第五章 配位化学概论--第五章 习题
-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-化学热力学基本概念(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-热力学第一定律
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-恒温与恒压热效应(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-反应进度
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-热化学方程式与盖斯定律(二)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(一)
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-6.1化学反应中的能量变化-标准摩尔反应热的计算(二)
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-6.2 化学平衡-可逆反应与平衡常数
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-6.2 化学平衡-化学平衡的规则
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-第六章 化学反应中的能量变化与化学平衡--第六章 习题
-7.1 自发过程与自发反应（一）
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-7.1 自发过程与自发反应（二）
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵
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-7.2 熵与热力学第二定律—熵与Entropy
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-7.2 熵与热力学第二定律—热力学第二定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—热力学第三定律
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-7.3 热力学第三定律与与孤立系统熵判据—孤立系统熵判据
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（一）
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-7.4 吉布斯自由能判据-吉布斯自由能（二）
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-7.4 吉布斯自由能的判据—标准吉布斯自由能的计算
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-7.4 吉布斯自由能的判据—反应方向的标准吉布斯自由能判据
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-7.4 吉布斯自由能的判据—非标准状态下自发反应方向性的判据
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-7.4 吉布斯自由能判据—吉布斯-亥姆霍兹方程
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—勒夏特列原理与化学反应的方向（二）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（一）
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-7.5 化学反应方向的影响因素—温度、压力对化学反应方向的影响实例（二）
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-第七章 化学反应的方向--第七章 小论文
-第七章 化学反应的方向--第七章 习题
-8.1 化学反应速率-化学反应的方向与反应速率
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-8.1 化学反应速率-化学反应速率的表示方式
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（一）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应的速率方程的建立（二）
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-一级反应速率方程
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-8.2 化学反应的速率方程-化学反应级数与速率方程-二级反应速率方程
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-温度对化学反应速率的影响
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-碰撞理论（二）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（一）
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-8.3 浓度和温度对化学反应速率的影响-过渡态理论（二）
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-8.4 催化剂对化学反应速率的影响
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-第八章 化学动力学基础--第八章 习题
-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（一）
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-9.1 酸碱平衡—酸碱定义（二）
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-9.1 酸碱平衡—水的解离平衡
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（一）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（二）
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-9.1酸碱平衡—弱酸、弱碱的解离平衡（三）
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-9.1 酸碱平衡—同离子效应
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（一）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（二）
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-9.1 酸碱平衡—缓冲溶液（三）
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-9.2 配位平衡—配合物的解离平衡
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-9.2 配位平衡—配合物解离平衡的移动
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积常数
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（一）
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-9.3 沉淀溶解平衡—溶度积规则（二）
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-第九章 酸碱平衡与沉淀溶解平衡--第九章 习题
-10.1 氧化还原反应方程式配平
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-10.2 原电池与电极电势—原电池
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（一）
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-10.2 原电池与电极电势—电极电势（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（一）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电池电动势的影响（二）
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-10.3 影响电极电势的因数—能斯特方程—浓度或分压对电极电势的影响
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应的方向性
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-10.4 电极电势的应用—判断元素的氧化还原能力
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-10.4 电极电势的应用—判断氧化还原反应进行的程度
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（一）
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-10.4 电极电势的应用—元素电势图及其应用（二）
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-10.4 电极电势的应用—金属的电化学腐蚀与防护
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-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 小论文
-第十章 氧化还原反应与电化学基础--第十章 习题
-无机元素化学-s区元素
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-无机元素化学-p区元素
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-无机元素化学-过渡元素
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-生命化学概论-生命有机化合物官能团
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-生命化学概论-生命元素-碳
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-生命化学概论-生命元素-氧
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-生命化学概论-蛋白质
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-生命化学概论-核酸
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-生命化学概论-糖
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-生命化学概论-金属酶与金属蛋白
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-生命化学概论-药物
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-第十一章 元素与生命化学概论--第十一章 习题
-纳米科学与化学-自然界中的纳米现象
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-纳米科学与化学-微观结构与仿生
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-纳米科学与化学-纳米结构的观察
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-纳米科学与化学-纳米结构与特殊浸润性
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-化学与材料-材料科学领域中的化学问题
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-化学与材料-正渗透与水处理技术
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-化学与材料-相变材料（一）
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-化学与材料-相变材料（二）
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-化学与材料-范德华力与二维材料
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-第十二章 化学与现代科学--第十二章 习题
-大学化学期末考试
