岩土工程师基础知识辅导:焓介绍以及计算
来源:优易学  2011-2-25 19:01:01   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

 

   (三)焓(H)
    在恒压条件下进行的化学反应的热效应叫做恒压热效应,用Qp表示,某化学反应在不作其他功和恒压条件下进行时,其热效应Qp由热力学第一定律可知:
     Qp  =( u2 +pV2)一(u1+pVl)
    从上式可看出,Qp就是终态的(u2 +pV2)与始态的(u1+pVl )之差,由于u、p、V都是体积的状态函数,它们的组合当然也是状态函数,在热力学中,将u+pV定义为
新的状态函数,叫做焓,用符号H表示,即:H=u+pV。
    此式表明:焓不是“体系所包含的热”而是一项复合能,即等于体系的内能(u)与体系的体积能(pV)的总和,它是体系的一种热力学性质。
    当体系的状态在恒压下发生改变时,其焓变为△H=H2一Hl=( u2 +pV2 )一(u1+pVl),所以Qp=△H,即在恒压过程中,体系吸收的热量等于体系中焓的增量,因此,△H也叫做恒压条件下的反应热,它等于体系的内能变化与体系所作膨胀功的总和
△H=△u+p·△V。
    (1).标准焓变△rHm㈠
    恒压下,化学反应的焓变可由实验测定Qp而得到,但一般也可利用热力学数据计算得出,由于焓的绝对值和内能一样,也是无法测定的。因而只能采取一些相对的标准,这样可方便地计算反应的焓变,常把 △rHm㈠称作标准摩尔焓变,△rHm㈠中,r表示反应,(-)表示反应时压力为100kPa,m表示化学进度为1mol。
    (2).盖斯定律
    盖斯定律:不管化学反应是一步完成,或者是几步完成,这一反应的热效应总是相同的。这也是能量守恒定律的一种表现形式。
 这是因为焓或内能是状态函数,只要化学反应的始态和终态给定,则△H或△u便是定值,与这个反应的途径无关, 
(3).标准生成焓  
  由稳定单质生成单位量(如lmol)某种物质反应的标准焓变,定义为该种物质的标准生成焓,以△fH m㈠表示,f:表示生成,m代表lmol;(-):表示处于标准状态。
  任何处于最稳定状态下的单质,其标准生成焓为零:
  显然,根据盖斯定律和标准生成焓的定义,可以得出某一反应的标准焓变。对于任何一个反应: aA+bB=eE+dD
在298k,100kPa的标准条件,反应的标准焓变△rHm㈠,可按下式求得:
△rHm㈠=(e·△fH m㈠(E)+ d·△fH m㈠(D))-(a·△fH m㈠(A)+ b·△fH m㈠(B))  
 例2、 求:3Fe2O3(s)+H2(g)一2Fe304(s)  +H20(1)  的△rHm㈠ 
            -824.25    0    -1118.38   -285.83
  △fH m㈠(298k)/kJ·mol-1
  解:  △rHm㈠ =∑(△fH m㈠)产物—∑(△fH m㈠)生成物 
    =2×(-1118.38)+(-285.83)一3×(-824.25) 
    =-49.84kJ·mol-1

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责任编辑:xiaohan

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