余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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物质的定压摩尔热容与标准摩尔生成焓的关系

已有 1405 次阅读 2024-9-27 13:56 |系统分类:教学心得

       本文拟结合具体实例推导任意温度T下,物质的定压摩尔热容(或Cp,m)与标准摩尔生成焓[或ΔfHθmT)] 的关系式,供参考.

  1. 基希霍夫公式

    对于任意反应:aA+bB→cC+dD,依热力学基本原理可得如下式(1)、(2)、(3)及(4):

                           image.png(1)

image.png                               (2)

   image.png                                                       (3)

     image.png                                      (4)

      式(3)称基希霍夫公式,可计算不同温度下化学反应或相变的标准摩尔焓变;式(4)中“ΔrCp,m

称化学反应或相变的定压摩尔热容.

 2. 氢气T温度时的标准摩尔生成焓

      选择“N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)”为参考反应.

      由式(1)及(2)可得:

      image.png       (5)

       image.png                                                    (6) 

      另依基希霍夫公式可得:

      image.png   

                       image.png         (7)

      结合式(5)、(6)及(7)可得:

     image.png

                    image.png

                    image.png 

     由上式可得:

      image.png                                                      (8)  

     式(8)显示,氢气T温度下(T≠298.15K)的标准摩尔生成焓[或ΔfHθm(T)]不为0.   

3. 二氧化碳T温度时的标准摩尔生成焓   

    选择“C(石墨,s)+O2(g)→CO2(g)”为参考反应.

    由式(1)及(2)可得:

    image.png          (9)

   image.png                                                     (10)

    另依基希霍夫公式可得:

    image.png                               (11) 

    结合式(9)、(10)及(11)可得:

      image.png                                 (12)

    由式(12)类推可得:对于化学反应(或相变)中任意物种i,  

    image.png                                 (13)

 4. 结论

      ⑴  image.png;   

      ⑵  T≠298.15K时,指定单质的标准摩尔生成焓[或ΔfHθm(T)]   不为0.                   



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