52热化学 、反应热的测量 温度计搅拌器 加器 1)恒压热效应Qp 如图所示的保温杯式量热计可用于测 定中和热、溶解热等溶液反映的热效 应。(大气压下测定) 放 = 保温羸 吸 Qn = Q 溶液 十Q杯 设:c为溶液的比热;V为反应后溶液的 总体积;p为溶液的密度;C叫做量热 计常数,它代表量热计各部件热容量 之总和,即量热计每升高1°c所需的 热量。又设溶液温升为 △t=t-t如°C 日保杯式量微计 则:Q p-cVp△t+C△t 无机化学
无机化学 5.2 热化学 1) 恒压热效应 Qp 如图所示的保温杯式量热计可用于测 定中和热、溶解热等溶液反映的热效 应。(大气压下测定) Q放 = Q吸 Qp = Q溶液+ Q杯 设:c 为溶液的比热;V 为反应后溶液的 总体积;为溶液的密度;C 叫做量热 计常数,它代表量热计各部件热容量 之总和,即量热计每升高1 °C所需的 热量。又设溶液温升为 t = t终 – t始 °C, 则: Qp= c V t + C t 一、 反应热的测量
2)恒容热效应Qv 如图所示的弹式量热计可用于弹式量热计 测定燃烧热。 放 吸 Qv=Q水+Q弹 设:水浴中水量为m的g),水 的比热是418]·g-1:°c1 重 温升为△t°C,则: Q水=4.18×m×△t C弹=C×△t C是量热计常数,可由标准物 质(如苯甲酸)进行标定。绝热外套钢弹(氧弹) 无机化学
无机化学 2) 恒容热效应 Qv 如图所示的弹式量热计可用于 测定燃烧热。 Q放 = Q吸 Qv = Q水+ Q弹 设:水浴中水量为 m (g), 水 的比热是4.18 J ·g-1 ·°C-1 , 温升为 t °C,则: Q水=4.18 × m × t Q弹= C × t C 是量热计常数,可由标准物 质(如苯甲酸)进行标定。 绝热外套 钢弹(氧弹) 弹式量热计
二、焓(H)与烩变(△H)( Enthalpy) 在恒压条件下,只做体积功时,W=P△V, 则有 AU=Qp-P△V 或qp=△U+P△V (U2-U1)+P(V2-V1) =(U2+PV2)-(U1+PV1 ■定义:H≡U+PV(焓的定义) 得 Qp= H2-H △H p 1 即:△H=Q。(在数值上) (封闭体系、等压过程、只做体积功) 无机化学
无机化学 二、 焓(H)与焓变(H) (Enthalpy) ◼ 在恒压条件下,只做体积功时,W = P V, 则有: U = Qp – P V 或 Qp = U + P V = (U2 –U1) + P(V2 –V1) = (U2 + PV2) – (U1 + PV1) ◼ 定义:H U + PV (焓的定义) 得:Qp = H2 – H1 = H 即:H = Qp (在数值上) (封闭体系、等压过程、只做体积功)
焓与焓变 △H,H为状态函数 △H反映了化学反应的热效应。 △H为广度量(容量性质),即与物质的量有关系的量 (强度量:与物质的量无关系的量,无加合性。如温度) 在恒容条件下,△V=0,体系不做体积功(也不 做其它功),即W=0 此时,热力学第一定律可表示为: △U=Qv 在此条件下,体系吸收的热量,只用于改变内能。 无机化学
无机化学 焓与焓变 ◼ H,H 为状态函数。 H 反映了化学反应的热效应。 H 为广度量(容量性质),即与物质的量有关系的量。 (强度量:与物质的量无关系的量,无加合性。如温度) ◼ 在恒容条件下, V = 0, 体系不做体积功(也不 做其它功), 即 W = 0, 此时,热力学第一定律可表示为: U = QV 在此条件下,体系吸收的热量,只用于改变内能
三、利用焓变计算内能改变量 在1013kPa和100°c条件下,反应: H2(g)+o2(9)=H2O(g) 的△H=-2418kJ/mol,求△U 解:△U=△H-P△V 恒温、恒压过程,P△V=△naRT △n。为产物和反应物气体的量之差。 △U=△H-△n,RT 2418[(1-15)×831×103×373] 2418-(-150)=-240(kJ/mo) 可以看出,Δn。RT项相对于△H项数值小得多,一般来 说可以用△H来近似估算△U。(Qp≈Q) 无机化学
无机化学 三、利用焓变计算内能改变量 ◼ 在101.3 kPa 和100 °C 条件下,反应: H2(g) + O2(g) = H2O(g) 的 H = -241.8 kJ/mol, 求U. ◼ 解:U = H – PV 恒温、恒压过程, PV = ng RT ng 为产物和反应物气体的量之差。 U = H – ng RT = -241.8 –[(1 –1.5)×8.31 ×10-3 ×373] = -241.8 – (-1.50) = -240 (kJ/mol) ◼ 可以看出, ng RT项相对于H 项数值小得多,一般来 说可以用H 来近似估算U。(Qp Qv)