注意！！AU，Qv，△H，Op的单位均为焦耳J。3.反应热的测量（1）弹式量热计弹式量热计适用于气体以及有机化合物的燃烧反应。测得的反应热，是恒容反应热。弹式量热计的核心部分是氧弹一一充满高压氧气和反应物混合物的厚壁钢容器。引燃后发生爆炸燃烧反应，产生热量，使H2O以及整个量热计升温，整个装置升高1K时所吸收的热量称为装置的热容，用C表示。(2-11)于是恒容反应热Qv为：Qv=-C·△T1温度计4搅拌器2引燃线5水3氧弹6绝热套图2-7弹式热量计示意图（2）杯式量热计杯式热量计，适用于测量液相反应热，如中和热、溶解热等恒压反应热Qp不能测量燃烧等反应的恒压反应热。让产物恢复到原来的温度，要放出热量：或让产物从原来温度升高到现在的温度，要吸收的热量，这个热量就是反应热Op。测量后的数据处理基本上与弹式热量计相同。1温度计4搅拌棒2绝热盖5电加热器3绝热杯6反应物图2-8杯式热量计示意图4.反应进度和摩尔反应热煤炭燃烧中的重要反应：C+O2→CO2该反应是个放热反应、放热多少，显然和反应掉多少煤炭有关。消耗掉1mol和2mol碳时，放热多少并不一样，但方程式给出的只是C,O2和CO2
注意!! ΔrU，Qv，ΔrH，Qp 的单位均为焦耳 J。 3. 反应热的测量 （1） 弹式量热计 弹式量热计适用于气体以及有机化合物的燃烧反应。测得的反应热, 是恒容 反应热。 弹式量热计的核心部分是氧弹——充满高压氧气和反应物混合物的厚壁钢 容器。引燃后发生爆炸燃烧反应，产生热量，使 H2O 以及整个量热计升温，整个 装置升高 1K 时所吸收的热量称为装置的热容，用 C 表示。 于是恒容反应热 QV 为：QV = －C •ΔT （2-11） 图 2-7 弹式热量计示意图 （2）杯式量热计 杯式热量计，适用于测量液相反应热，如中和热、溶解热等恒压反应热 Qp， 不能测量燃烧等反应的恒压反应热。 让产物恢复到原来的温度，要放出热量；或让产物从原来温度升高到现在的 温度，要吸收的热量，这个热量就是反应热 Qp。测量后的数据处理基本上与弹 式热量计相同。 图 2-8 杯式热量计示意图 4. 反应进度和摩尔反应热 煤炭燃烧中的重要反应：C + O2 → CO2 该反应是个放热反应, 放热多少, 显然和反应掉多少煤炭有关。消耗掉 1 mol 和 2mol 碳时, 放热多少并不一样，但方程式给出的只是 C, O2 和 CO2
的比例关系，并不能说明某时刻这一反应实际进行多少，因而，不能知道放热多少。有必要规定一个物理量，表明反应进行了多少。设有化学反应：VAA+VBB=-VGG+VHH其中v称为化学计量数，为一纯数，无单位。VAA+VB=VGG+VHHno (A)no (B) no(G)no (H)fon(A)n (B)n (G)n(H)tno (A)-n (A)no(B)-n(B)S=VAVBn(G)-n(G)-n(H)-n(H)VGI(2-12)由上式可知反应进度的单位显然与n相同，为mol。=0 mol 的意义是:no(A)=n(A),no(B)=n(B),no(G)=n(G),no(H)=n(H),=0mol时，表示反应开始时刻的反应进度。此时反应还没有进行，这是to时刻的反应进度。更重要的是理解=1mol的意义：=1mol时，每种反应物消耗掉的物质的量，每种产物生成的物质的量，均等于各自的化学计量数。即：以VA个A粒子与VB个B粒子为一个单元，进行了6.02×1023（1mol)单元反应。当=1mol时，我们说进行了1摩尔的反应。值可以是正整数、正分数，也可以是零。因为与化学计量数有关，而又与反应式的书写有关，也必然与反应式的书写有关。对于同种化学反应，若反应方程式的化学计量数不同：(1)N2 + 3H2 == 2NH3(2)1/2N2+3/2H2==NH3同样E=1mol时（1)表示生成了2mol的NH3：（2)表示生成了1mol的NH3.用来衡量反应进行的程度有很大的优越性，对于一个化学反应，无论选
的比例关系, 并不能说明某时刻这一反应实际进行多少, 因而, 不能知道放热多 少。有必要规定一个物理量, 表明反应进行了多少。 设有化学反应： vA A ＋ vB B == vG G ＋ vH H 其中 vi 称为化学计量数，为一纯数，无单位。 （2-12） 由上式可知反应进度 ξ 的单位显然与 n 相同，为 mol。 ξ ＝ 0 mol 的意义是：n0(A)=n(A)，n0(B)=n(B)，n0(G)=n(G)，n0(H)=n(H)， ξ ＝ 0 mol 时，表示反应开始时刻的反应进度。此时反应还没有进行, 这是 t0 时刻的反应进度。 更重要的是理解 ξ = 1 mol 的意义： ξ = 1mol 时，每种反应物消耗掉的物质的量，每种产物生成的物质的量， 均等于各自的化学计量数。即：以 VA 个 A 粒子与 VB个 B 粒子为一个单元, 进 行了 6.02×1023 (1mol)单元反应。 当 ξ = 1 mol 时, 我们说进行了 1 摩尔的反应。 ξ 值可以是正整数、正分数，也可以是零。 因为 ξ 与化学计量数 v 有关，而 v 又与反应式的书写有关，ξ 也必然与反 应式的书写有关。 对于同种化学反应, 若反应方程式的化学计量数不同： N2 + 3H2 == 2NH3 (1) 1/2N2 + 3/2H2 == NH3 (2) 同样 ξ = 1 mol 时, (1)表示生成了 2 mol 的 NH3；(2)表示生成了 1 mol 的 NH3。 用 ξ 来衡量反应进行的程度有很大的优越性，对于一个化学反应，无论选
用何种物质来表示该反应的反应进度，都可得到相同的结果。对于同一化学反应方程式，如(1)：N2+3H2==2NH3不论以N2，H2或NH3来计算，同一时刻的E都是相等的。例如：某一时刻消耗掉10molN2，则此时必然消耗掉30mol的H2，同时生成20mol的NH3。则：10mol=10molN,:5N,=130mol1 =10molH2:SH,320molNH, :ENH, ==10mol2=1mol，进行了1摩尔的反应。对某反应：VAA+VBB==VGG+VHH若=1mol时的热效应为Qa,则=2mol时的热效应为2Qac某恒压反应，当反应进度为时，恒压热为△rH，则：A,Um-AU5这里的△rHm被定义为摩尔反应热。ArH单位是J反应进度E单位是mol故△rHm单位是Jmol-l。同样定义：A,U=，ArUm单位也是JmolI。t知道了反应的ArHm和ArUm，就可以知道为任何值时的AH和ArU。5.Qp和Qv的关系同一反应的Qp和Q、并不相等，但二者之间存在一定关系。生成物生成物IAHIITPiTi P2V,n(III)AHAH（I）恒压过程（II）恒容过程反应物T, PiVi ni图2-9恒压反应热和恒容反应热的关系AHi=△H2十4H3
用何种物质来表示该反应的反应进度，都可得到相同的结果。 对于同一化学反应方程式, 如(1)：N2 + 3H2 == 2NH3 不论以 N2 , H2 或 NH3 来计算, 同一时刻的 ξ 都是相等的。 例如：某一时刻消耗掉 10 mol N2 , 则此时必然消耗掉 30 mol 的 H2 , 同时 生成 20 mol 的 NH3。则： mol mol N 10 1 10 N : 2 2 = = mol mol H 10 3 30 H : 2 2 = = mol mol NH 10 2 20 NH : 3 3 = = ξ= 1 mol , 进行了 1 摩尔的反应。 对某反应：vA A ＋ vB B == vG G ＋ vH H 若 ξ = 1 mol 时的热效应为 Qa, 则 ξ = 2 mol 时的热效应为 2Qa。 某恒压反应, 当反应进度为 ξ 时, 恒压热为 ΔrH, 则： U Um r r = 这里的 ΔrHm 被定义为摩尔反应热。 ΔrH 单位是 J, 反应进度 ξ 单位是 mol, 故 ΔrHm 单位是 J·mol-1。 同样定义： U U r m r = ，ΔrUm 单位也是 J·mol-1。 知道了反应的 ΔrHm 和 ΔrUm, 就可以知道 ξ 为任何值时的 ΔrH 和 ΔrU。 5. Qp 和 Qv 的关系 同一反应的 Qp 和 Qv 并不相等，但二者之间存在一定关系。 图 2-9 恒压反应热和恒容反应热的关系 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
即Hi=AU2+（p2Vi-piV）+U+（piV2-p2V)(2-13)AHi=U2+piV2-iV+U3对于理想气体△U3=0，则(2-14)Hi=U+(piV2-pIV)AHi=AU2 +A(pV)对于反应物与生成物中的固体和液体，A(pV）可以忽略不计。对于反应物与生成物中的气体，按理想气体考虑，有A(pV)=A(nRT）。故(2-15)AHi=AU2+AnRT所以(2-16)p= Qv+AnRT其中An是气相物质的物质的量的改变量。Op，Qv和AnRT的单位都是J。Qp=Qv+AnRT当反应物与生成物的气体物质的量相等（An=0）时，或反应物与生成物全是固体或液体时，恒压反应热与恒容反应热相等，Qp = Qv一个反应的热力学函数改变量，如△ArH,ArU的大小显然与反应进度有关。当反应进度为=1mol时，则4,H=-A,H5ArHm称为摩尔反应热，单位是Jmol-l。A,U同样，当反应进度为=1mol时，则^,U，=5ArUm为摩尔反应内能改变量，单位是Jmol-l。(2-17)所以，△Hm=△Um+△RT式中Av是反应前后气体物质的化学计量系数的改变量，它等于含"5由△Hi=△U2+AnRT，Op=Qv+AnRT，等式两边同时除以当时的反应进度，得：URTAnn的单位为mol，v无单位，二者之间差别只是单位摩尔。故：=AV5
即 ΔH1＝ΔU2 ＋（p2V1－p1V1）＋ΔU3＋（p1V2－p2V1） ΔH1＝ΔU2 ＋（p1V2－p1V1）＋ΔU3 （2-13） 对于理想气体 △U3 ＝ 0，则 ΔH1＝ΔU2 ＋（p1V2－p1V1） （2-14） ΔH1＝ΔU2 ＋Δ(pV) 对于反应物与生成物中的固体和液体，Δ(pV) 可以忽略不计。 对于反应物与生成物中的气体，按理想气体考虑，有 Δ(pV) ＝Δ(nRT ) 。 故 ΔH1＝ΔU2 ＋ΔnRT （2-15） 所以 Qp ＝ QV ＋ΔnRT （2-16） 其中 Δn 是气相物质的物质的量的改变量。Qp，QV 和 ΔnRT 的单位都是 J。 Qp ＝ QV＋ΔnRT 当反应物与生成物的气体物质的量相等（Δn＝0）时，或反应物与生成物全 是固体或液体时，恒压反应热与恒容反应热相等， Qp ＝ QV 一个反应的热力学函数改变量，如 ΔrH，ΔrU 的大小显然与反应进度 ξ 有关。 当反应进度为 ξ ＝ 1 mol 时，则 H Hm r r = ΔrHm 称为摩尔反应热，单位是 J∙mol-1。 同样，当反应进度为 ξ = 1 mol 时，则 U m r rU = ΔrUm 为摩尔反应内能改变量，单位是 J∙mol-1。 所以，ΔrHm＝ΔrUm ＋ Δv RT （2-17） 式中 Δv 是反应前后气体物质的化学计量系数的改变量，它等于 n r 。 由 ΔH1＝ΔU2 ＋ΔnRT ，Qp ＝ QV ＋ΔnRT，等式两边同时除以当时的反应 进度 ξ , 得： n 的单位为 mol，v 无单位, 二者之间差别只是单位摩尔。故： = n RT H U n + = r r
所以有：AHm=△Um+△RT单位统一于J-mol-l，此式为摩尔恒容热和摩尔恒压热的关系。例2-2用弹式热量计测得298K时，燃烧1mol正庚烷的恒容反应热Qv=一4807.12kJ，求其Qp值。解：CrH16（1)+1102（g)==7CO2（g)+8H20(1)Av= 7-11=-4AHm=AUm+△RT=-4807.12kJ-mol-l+（—4）×8.314×298×10-3kJmol-=-4817.03kJ·mol-l故其Qp值为一4817.03kJ。2.2.2盖斯定律1.热化学方程式表示出反应热效应的化学方程式称为热化学方程式。书写热化学方程式时要注意以下几点：（1）要写明反应的温度和压强。若不注明，则表示为：298K，1.013×105Pa，即常温常压。（2）注明物质的存在状态。固相：s，液相：1，气相：g，水溶液：ag。有必要时，要注明固体的晶形，如：石墨，金刚石等。（3）方程的配平系数是整数，也可以是分数。因系数只代表化学计量数，不表示分子个数。（4）热效应的表示法与中学不同。见下面的实例：①C（石墨）+02（g）→CO2（g）ArHm =-393.5kJ-mol-1②C（金刚石）+O2（g）→CO2（g）△rHm=-395.4kJmol-l③H2 (g) +_02 (g)-→ H20 (g)AHm=—241.8kJ.mol-l202+①H2 (g)(g) → H20 (1)A,Hm=-285.8kJ-mol-l：2③2H2 (g) +02 (g)△rHm=-571.6kJ·mol-l-2H20（1）△rHm=241.8kJ-mol-1@H20（g）→H2（g）+02 (g)
所以有：ΔrHm＝ΔrUm ＋ Δv RT 单位统一于 J·mol-1 , 此式为摩尔恒容热和摩尔恒压热的关系。 例 2-2 用弹式热量计测得 298 K 时，燃烧 1 mol 正庚烷的恒容反应热 QV ＝－4807.12 kJ，求其 Qp 值。 解： C7H16（l）+ 11 O2（g）== 7 CO2（g）+ 8 H2O（l） Δv＝ 7－11＝－4 ΔrHm＝ ΔrＵm＋ Δv RT ＝－4807.12kJ·mol-1 ＋（－4）× 8.314 × 298 ×10-3 kJ·mol-1 ＝－4817.03 kJ·mol-1 故其 Qp 值为－4817.03 kJ。 2.2.2 盖斯定律 1. 热化学方程式 表示出反应热效应的化学方程式称为热化学方程式。书写热化学方程式时要 注意以下几点： （1）要写明反应的温度和压强。 若不注明, 则表示为：298K, 1.013×105 Pa, 即常温常压。 （2）注明物质的存在状态。 固相：s, 液相：l, 气相：g, 水溶液：aq。有必要时, 要注明固体的晶形, 如：石 墨, 金刚石等。 （3）方程的配平系数是整数, 也可以是分数。因系数只代表化学计量数, 不表示分子个数。 （4）热效应的表示法与中学不同。见下面的实例： ① C（石墨） ＋ O2（g）→ CO2（g） ΔrHm ＝－393.5 kJ·mol-1 ② C（金刚石） ＋ O2（g）→ CO2（g） ΔrHm ＝－395. 4 kJ·mol-1 ③ H2（g）＋ 2 1 O2（g）→ H2O（g） ΔrHm＝－241.8 kJ·mol-1 ④ H2（g） ＋ 2 1 O2 （g）→ H2O（l） ΔrHm ＝－285.8 kJ·mol-1 ⑤ 2H2（g）＋O2（g）→2H2O（l） ΔrHm ＝－571.6 kJ·mol-1 ⑥ H2O（g ）→ H2（g） ＋ O2（g） ΔrHm ＝241.8 kJ·mol-1