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第1章 热化学与能源 能 源 （燃料能源，如煤炭、石油、天然气、氢气等） 反应热效应或反应热 几种燃料能源的热化学方程式： 煤炭: C（石墨）+ O2（g）= CO2（g） △rH Θm (298.15K)= -393.5kJ/mol 汽油: C8 H8（l）+ 25/2O2 = 8CO2（g）+9H2O（l） △rH Θm (298.15K)= -5440kJ/mol 天然气: CH4（g）+ 2O2（g）= CO2（g）+ 2H2O（l） △rH Θm (298.15K)= -890 kJ/mol 氢能: H2 （g）+ 1/2 O2（g） = H2O（l） △rH Θm (298.15K)= - 285.8 kJ/mol 本章主要内容 热化学 热化学中的 反应热的计算、 基本概念 测量方法 一、几个基本概念 按一般反应式 而言，作如下定义： 或 dξ= ξ= 式中：nB 为物质B的物质的量； νB 为B的化学计量数； ξ 为反应进度，单位为mol。 定容反应热(qv)测定： —— 用弹式热量计 解：因为 q水 = 1210 g× 4.18 J?g-1 K-1 × (294.82 K– 293.18K) = 8294.792 J q钢弹组件= 848 J?K-1 ×（294.82 K– 293.18K）= 1390.72 J 所以 0.500g N2H4(l)放热为：-（ 8294.792J + 1390.72 J）= - 9685.512 J = qv 因为 摩尔反应热 qm = q / ξ (单位:J / mol) 又因为 反应进度 ξ =[nB(ξ) – nB(0) ] / νB = (0 – 0.500g/32g?mol-1) / (-1)=0.015825 mol 所以 摩尔定容反应热qm = qv / ξ = (-9685.512J)/0.015825mol =- 619872.768 J/mol = -620 kJ/mol 注意: (1)在弹式热量计测量的是定容反应热（ qv ）; (2)在敞开容器中或火焰热量计测得的是定压反应热（qp）; (3)一般没有特别注明，“反应热”均指定压反应热（qp）。 注意事项: 1）应注明反应的温度、压力，若不注明T, p, 皆指在 T = 298.15 K，p = 100 kPa下。 2）应注明物质的物态、晶型。如 C(石墨) + O2(g) = CO2(g);ΔrHm = -393.5 kJ/ mol 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l); ΔrHm= -571.7 kJ/ mol 盖斯定律的意义 根据盖斯定律，可以将化学方程式象代数方程式一样进行加减运算，相应的热效应也作加减。它奠定了热化学计算的基础。 （2）对气态系统（气相反应）， ΔV≠ 0 则有：qp,m – qv,m = ν(Bg) RT ΔrHm – Δr Um = ν(Bg) RT 式中: ν(Bg) 为反应前后，气态物质化学计量数的变化； qp,m ，qv,m 为摩尔定压反应热，摩尔定容反应热； ΔrHm ，ΔrUm 反应摩尔焓变，反应的摩尔热力学能的变化。 R为摩尔气体常数，单位：J? mol-1 ?K-1 P15 例1.2 解： 因为 qp,m – qv,m = ν(Bg) RT 又因为 ν(Bg) = ν(CO2)+ν(O2)= 6-7.