4.1.6标準摩爾生成焓和标準摩爾焓變

為什麼要定義焓？

為了使用方便。因為在等壓、不作非膨脹功的條件下，焓變等于等壓熱效應Qp，Qp容易測定，從而可求其它熱力學函數的變化值。

化學反應過程中的熱量變化有些可以由實驗測得，但有些反應由于自身反應特點等原因很難測量，但可以根據一些相關數據而間接得到。

下面我們先看幾個關于焓的定義：

4.1.6.1蓋斯(Hess)定律

定義：一個化學反應不管是一步完成，還是分為數步完成，其熱效應總是相同的。

化學反應熱效應：當體系發生反應之後，使産物的溫度回到反應前始态時的溫度，體系放出或吸收的熱量，稱為該反應的熱效應。

意義：熱化學反應方程式可以像代數式一樣計算

推論：正逆反應的熱效應數值相等，符号相反

蓋斯定律是一切熱力學的基礎。在日常生活中，也經常用到，隻是沒有用理論去總結概括它。

先看一個例題：

焓變随化學反應的加減而改變

因為反應（3）的産物不固定（在氧不充足的情況下，反應生成物有二氧化碳，也有一氧化碳），所以無法通過實驗室測定其焓變，但可以根據已知反應的焓變求得。

4.1.6.2物質的标準态

讨論物質的性質，必需先确定物質所在的狀态（P、V、T和聚集形态），狀态不确定的情況下，物質的性質無法确定

國家标準GB3100~3102—93規定：

• 氣體：壓力為100kPa為标準狀态（不是标準大氣壓的101.325kPa）
• 溶液：濃度為1mol•L-1為标準狀态
• 液體/固體：壓力為100kPa為标準狀态（壓強一般無影響，所以标準狀态通常就是與壓強無關）

标準狀态沒有規定溫度，一般默認為298.15K(25℃).

化學反應的标準态：反應物與生成物都處于标準狀态

備注：測定一個反應的恒壓熱效應，雖然反應過程可能因為放熱或者吸熱會有溫度和壓強變化，但因為溫度、壓強等都是狀态函數，與途徑的過程無關，隻要始态和終态的溫度和壓強相同，測出來的就是化學反應的焓變。

4.1.6.3标準摩爾生成焓

标準摩爾生成焓：在标準狀态下，在反應進行的溫度，由指定的單質在标準狀态下生成1mol物質的焓變，稱為該物質的标準摩爾生成焓，用下述符号表示：

f代表formation

這個符号裡，Δ是變化量，f是生成，H是焓，m是每摩爾，ϴ是标準态。然後要備注上物質的名字、相态/形态、溫度。有時候同素異形體也要加以區别，比如不能說碳的标準摩爾生成焓，而要說金剛石或者石墨的标準摩爾生成焓。

如果無特殊說明，溫度默認是298.15K

指定的單質一般是最穩定的單質，磷元素的除外（指定白磷，最穩定是紅磷）

推論：指定單質的标準摩爾生成焓是0（一定要是指定單質）

水溶液中，水合離子标準摩爾生成焓：物質B生成1mol水合離子的标準摩爾焓變，氫離子的被定義是0，其他的與氫離子相比較得到.

4.1.6.4标準摩爾焓變

公式的推導是蓋斯定律的應用

常見物質的标準摩爾生成焓可以通過查表查到，所以大部分化學反應标準摩爾焓變可以直接通過公式求得。

化學計量數一定不要漏掉呀

并且一般認為焓變不随溫度變化而改變，雖然我們查表查到的都是298.15K時的标準摩爾焓變，等也可以用到其他溫度（嚴格意義上講：不同溫度的焓變并不一樣，但其差别一般不大于5%，在工科化學裡可以忽略這種差别）。

标準摩爾焓變通常忽略溫度的影響

标準摩爾焓變的數值與化學方程式寫法密切相關，和物質形态也密切相關。

可以看成化學方程式（2）是2個化學方程式（1）相加而得到的，也是蓋斯定律的應用之一

下面，我們看個計算标準摩爾焓變的例題：

鋁熱反應的标準摩爾焓變

每摩爾氧化鋁的焓比起每摩爾氧化鐵的焓少了851.5KJ，這部分多出來的焓就以反應熱的形式釋放了出來。

思考題：在計算公式裡，我們為什麼沒有把單質鋁和單質鐵的标準摩爾生成焓寫進去

标準摩爾焓變可以在生物學或工程學裡來計算熱值：

燃料燃燒會釋放能量，所以熱值通常是負數

下一節我們講熱力學第二定律

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