化学反应热效应与能源利用

1第二章第二章化学反应热效应与化学反应热效应与能源利用能源利用2内容提要内容提要任任何何化化学学变变化化中中系系统统的的能能量量都都会会改改变变，化化学学反反应应发发生生时时可可以以吸吸热热和和放放热热，这这是是最最常常见见的的能能量量改改变变。本本章章主主要要讨讨论论有有关关化化学学反反应应变变化化过过程程中中的的热热效效应应的的计计算算和和测测量量，并并适适当当介介绍绍能能源源的利用问题。的利用问题。3学习要求学习要求 1.1.了了解解化化学学反反应应中中的的能能量量形形式式，理理解解热热力力学学第一定律的意义。第一定律的意义。2.2.理理解解化化学学反反应应中中焓焓变变的的意意义义，了了解解恒恒压压热热效应（效应（Q QP P）与恒容热效应（与恒容热效应（Q QV V）之间的关系。之间的关系。3.3.掌掌握握测测定定化化学学反反应应热热效效应应的的基基本本原原理理和和方方法。法。4.4.掌掌握握化化学学反反应应的的标标准准摩摩尔尔焓焓变变r rH Hm m的的 计算。计算。5.5.了解能源的主要类别及其利用。了解能源的主要类别及其利用。4第二章第二章化学反应热效应与能源利用化学反应热效应与能源利用化学反应热效应化学反应热效应的计算能源5化学反应热效应化学反应热效应热力学第一定律热力学第一定律化学反应热效应化学反应热效应6热力学第一定律热力学第一定律 热力学是专门研究能量相互转换过程中所热力学是专门研究能量相互转换过程中所遵循的法则的一门科学遵循的法则的一门科学，既不要知道物质的，既不要知道物质的内部结构，只从内部结构，只从能量能量观点出发便可得到一系观点出发便可得到一系列规律的一门科学。应用热力学的基本原理列规律的一门科学。应用热力学的基本原理研究化学现象以及和化学有关的物理现象，研究化学现象以及和化学有关的物理现象，就称为就称为化学热力学化学热力学。化学热力学主要研究化。化学热力学主要研究化学反应中能量的转化以及化学反应方向和限学反应中能量的转化以及化学反应方向和限度。通过热力学计算，不仅可以了解化学化度。通过热力学计算，不仅可以了解化学化学能与其它能量相互转化的数量关系，而且学能与其它能量相互转化的数量关系，而且还可以预测任何一个反应的方向和限度，在还可以预测任何一个反应的方向和限度，在实际上和理论上都有很大的价值。实际上和理论上都有很大的价值。7例如，如何将石墨转化为宝贵的例如，如何将石墨转化为宝贵的金刚石，世界各国的科学工作金刚石，世界各国的科学工作者者用用了了近近二二百百年年的的时时间间，经经过过了了无无数数次次实实验验的的失失败败，一一直直到到二二十十世世纪纪三三十十年年代代，首首先先应应用用了了热热力力学学，从从理理论论上上找找到到了了石石墨墨转转化化金金刚刚石石的的可可能能性性和和条条件件，然然后后才才获获得了成功。得了成功。8热热力力学学中中有有几几个个基基本本定定律律，它它们们都都是是大大量量事事实实的的总总结结，非非常常可可靠靠。从从这这些些定定律律出出发发，通通过过严严密密的的逻逻辑辑推推理理而而导导出出的的结结论论也也具具有有高高度度的的普普遍遍性性和和可可靠性。靠性。热热力力学学研研究究的的对对象象：是是宏宏观观物物体体，及大量质点所组成的集合体。及大量质点所组成的集合体。热热力力学学所所得得到到的的结结论论具具有有统统计计性性，不不能能用用来来解解释释个个别别原原子子、分分子子等等微微观观粒子的性质。粒子的性质。几点说明几点说明9热热力力学学方方法法的的特特点点是是不不考考虑虑物物质质的的结结构构和和反反应应机机理理，只只要要知知道道研研究究对对象象的的起起始始态态和和最最终终状状态态，就就能能得得出出一一般般结结论论，这这正正是是热热力力学学方方法法的的最最大大方方便便之之处处。但但热热力力学学只只能能告告诉诉我我们们反反应应进进行行的的可可能能性性和和限限度度，而而不不能能告告诉诉我我们们反反应应所所需需要要的的时时间间以以及及反反应应的的历历程程和和内内在的原因。在的原因。10能能也也称称能能量量，是是物物质质运运动动的的一一般般量量度度。它它是是一一个个标标量量（无无向向量量、只只有有大大小小、无无方方向向）。任任何何物物质质都都离离不不开开运运动动，如如机机械械运运动动、分分子子热热运运动动、电电池池运运动动、化化学学运运动动、原原子子核核与与基基本本粒粒子子运运动动等等。相相应应与与不不同同形形式式的的运运动动，能能量量可可分分为为机机械械能能、分分子子内内能能、电电能能、化化学学能能、原原子子能能等。等。11在化学热力学中，研究的是宏观静止系统，不考虑系统整体运动的动能和系统在外力场（如电磁场、离心力场等）中的位能，只着眼于系统的热力学能（内能）。内能）。12热力学能（热力学能（U U）：）：包包括括系系统统内内部部能能量量的的总总和和内内部部能能量量：包包括括质质点点运运动动的的动动能能、分分子子间间势势能能、分分子子的的转转动动能能、振振动动能能、原原子子间间的的键键能能、电电子子的的能能量量及及核核能能等等。单位是焦耳（单位是焦耳（J J）。）。内内能能是是状状态态函函数数，无无法法测测定定其其绝绝对对值值，只只能能测定其变化值。测定其变化值。U=UU=U2 2-U-U1 1 理想气体的热力学能只是温度的函数理想气体的热力学能只是温度的函数 U=f(T)U=f(T)热力学能（内能）热力学能（内能）13尽管能量有各种各样的形式，但它们之间是可以相互转化的，或则说当物质的运动形式发生转化时，能量的形式同时发生转化，即能量的互换。而在转化的过程中，遵守能量守恒定律遵守能量守恒定律。14能量发生传递可以是在物质之间发生，能量发生传递可以是在物质之间发生，那么这种传递过程就是那么这种传递过程就是功或热功或热。在热力。在热力学中，把学中，把由于温度差而引起的能量传递由于温度差而引起的能量传递称为热，其他形式称为功称为热，其他形式称为功。功的热力学。功的热力学概念包含机械功、表面功概念包含机械功、表面功、电功、重力电功、重力功和膨胀功。化学反应通常做体积功，功和膨胀功。化学反应通常做体积功，但也有非体积功（如电功）因此功是一但也有非体积功（如电功）因此功是一种能量转移的形式。种能量转移的形式。15说明说明功、热是出现在能量发生转变时，功、热是出现在能量发生转变时，即系统的状态发生变化的过程中即系统的状态发生变化的过程中出现的，没有过程就没有功、热，出现的，没有过程就没有功、热，因此它们不是状态函数，它们是因此它们不是状态函数，它们是与途径有关的。与途径有关的。热和功不是系统热和功不是系统本身具有的宏观性质。本身具有的宏观性质。下面举例下面举例说明功是与过程有关的。说明功是与过程有关的。16例：例：molH2体积为20.0升，求下列各过程所做的功。（1）kPa外压使体积膨胀到50.0升；（2）kPa外压使体积膨胀到50.0升；（3）恒温下真空膨胀到50.0升。17解：根据功的定义W=f外lf外=p外AW=p外Al=p外V（1）W=p外（V终V始）=50700（5.0010-2-2.0010-2）J=1521J（2）W=p外（V终V始）=101300（5.0010-2-2.0010-2）J=3039J（3）W=p外（V终V始）=0（5.0010-2-2.0010-2）J=0J18计算结果说明计算结果说明从计算结果可以看出，在这三种膨从计算结果可以看出，在这三种膨胀过程中，体系的始态和终态虽然胀过程中，体系的始态和终态虽然是相同的，所经过的途径不同，功是相同的，所经过的途径不同，功的大小也不同。因此功和热是与途的大小也不同。因此功和热是与途径有关的过程变量，而不是系统的径有关的过程变量，而不是系统的性质。所以说某系统含有多少功和性质。所以说某系统含有多少功和热是不确切的。热是不确切的。19热热力力学学第第一一定定律律即即能能量量守守恒恒定定律律，十十九九世世纪纪中中叶叶总总结结出出来来的的自自然然规规律律。它它的的内内容容是是：自自然然界界的的一一切切物物质质都都具具有有能能量量，能能量量有有各各种种各各样样的的形形式式，能能够够从从一一种种形形式式转转化化为为另另一一种种形形式式，从从一一个个物物体体传传到到另另一一个个物物体体，在在转转化化和和传传递递中中能能量量的的中中数数量量不不变变。将将能能量量守守恒恒定定律律应应用用于于热热能能的的转转化化与与传传递递就就可可以以得得出出热热力力学学第第一一定定律律，所所以以热热力力学学第第一一定定律律就就是是能能量量守守恒恒定定律。律。2021若系统从状态若系统从状态I变化到状态变化到状态II时时吸收的热为吸收的热为Q，同时环境对系统做同时环境对系统做功为功为W，根据能量守恒定律：根据能量守恒定律：U2=U1+Q+W U=U2-U1=Q+W上式即为能量守恒定律的数学表达式，也称，也称热力学第一定律。热力学第一定律。下面对功和热的符号做一些说明。下面对功和热的符号做一些说明。22功和热的符号惯例功和热的符号惯例过程过程 符号符号 系统对环境作功系统对环境作功 环境对系统作功环境对系统作功 +系统从环境中吸收热量系统从环境中吸收热量 +系统对环境释放热量系统对环境释放热量 23化学反应热效应化学反应热效应化学反应可以在不同的条件下进行：如密闭的容器中进行，那么这种化学反应在体积不变的“恒容”情况下进行的，其反应热称为恒容反应热。又如在敞口容器中进行，这时内外压力不变，即：“恒压”情况进行，其反应热称为恒压反应热。恒容反应的热效应与恒压反应的热效应使不同的。如反应恒容放热为kJ，恒压反应的热效应为kJ,两者虽然相差不大，但含义是不同的。24从热力学第一定律出发，此时：从热力学第一定律出发，此时：V=0W=0 U=QV式中式中:QV恒容反应热。恒容反应热。该式表明恒容变化时，系统放出或吸收该式表明恒容变化时，系统放出或吸收的热量在数值上等于系统的热量在数值上等于系统内能的变化量内能的变化量。252.2.等压反应热等压反应热（引出焓的概念）（引出焓的概念）若恒压条件下，系统变化时不作非体积功，若恒压条件下，系统变化时不作非体积功，则则W只代表体积功，即只代表体积功，即 W=p(V2 V1)=p V式中：式中：p环境压力（外力）。该式表明环境压力（外力）。该式表明系统克服环境压力（外力）对环境作功系统克服环境压力（外力）对环境作功。26并保持压力不变从状态并保持压力不变从状态I变化到状态变化到状态II时，时，U=Q P+W=QP p V式中式中QP表示等压反应热表示等压反应热,QP=U+p V=(U2-U1)+p(V2-V1)=(U2+p2V2)-(U1+p1V1)定义一个新的状态函数：定义一个新的状态函数：焓焓。27焓焓的定义：的定义：U+pV ，符号H，即即H U+pV从热力学第一定律得到：QP=H2-H1=H表明：在等压不作非体积功等压不作非体积功时，等压反，等压反应热应热在数值上数值上等于系统的焓变。系统的焓变。28焓的性质焓的性质q因为U、P、V 都是状态函数，所以焓H 也是状态函数。其变化H 只与系统的始态和终态有关，而与变化的途径无关。q焓H 和内能U 一样，其绝对值是无法测量的。焓变H 的数值可通过测量定压过程的热效应得到。q对于一个反应或过程来说，H 0，为系统吸热；而且正逆反应过程的热效应数值相等，符号相反，即H正=-H逆29应用应用热是与过程有关的物理量，而焓变是热是与过程有关的物理量，而焓变是与过程无关的变量，在解决问题时可以与过程无关的变量，在解决问题时可以只考虑过程的始态和终态，使问题得到只考虑过程的始态和终态，使问题得到较大的简化较大的简化.这正是在化学学科中引入状态函数概念这正是在化学学科中引入状态函数概念的目的、意义所在。的目的、意义所在。30Qv与与QP的关系的关系QV=U U=Q P+W=QP p VQp=U+pV两两者者差差别别就就是是恒恒压压过过程程所所做做的的体体积功。下面分两种情况来说明：积功。下面分两种情况来说明：31如如反反应应在在溶溶液液中中进进行行，反反应应的的V变变化化不不大大，pV0，此此时，或时，或HU,即，即，QVQp；32如反应中有气体参与反应：如反应中有气体参与反应：（气体处于理想状态下）（气体处于理想状态下）pV=nRT（pV）=（n）RTQp=QV+（n）RTH=U+(n)RTn：是是反反应应前前后后气气体体物物质质的的量量的的改改变变。对对于反应：于反应：aA(g)+bB(g)=dD(g)+gG(g)n=(g+d)(a+b)。33说明说明QV=U及及Qp=H两个关系式是将两种两个关系式是将两种特定条件下的反应热，分别与状态函数特定条件下的反应热，分别与状态函数U和和H的增量建立了联系。由于的增量建立了联系。由于U和和H是两是两个无法确定绝对值又不能直接测定的状个无法确定绝对值又不能直接测定的状态函数，但其增量态函数，但其增量U及及H可以用相应可以用相应的可精确实测的热学数据来衡量，这些的可精确实测的热学数据来衡量，这些热数据就成为热力学中计算热数据就成为热力学中计算U及及H的的重要基础数据，并为热力学基础数据的重要基础数据，并为热力学基础数据的建立、测定和应用，提供了即有价值的建立、测定和应用，提供了即有价值的理论指导。理论指导。343.3.热效应的测量热效应的测量恒容热效应恒容热效应Qv354.化学方程式的一般形式与反应进度化学方程式的一般形式与反应进度反应通式反应通式：对于任意反应对于任意反应aA+bB=cC+dD,可以写成：可以写成：0=-aA-bB+cC+dD也可以写成：也可以写成：0=B BB；(-nu)“B”称为称为“化学计量数化学计量数”，即化学式前的，即化学式前的“系数系数”。反应物的化学计量数为负反应物的化学计量数为负(B0)。“B”是泛指反应式中物质的化学式是泛指反应式中物质的化学式36反应进度根据国家标准根据国家标准GB3102.893，对于反对于反应应0=B BB来说，反应进度来说，反应进度的定义为：的定义为：或37反应反应(1)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，试计算反应进度，试计算反应进度。N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)始态始态2mol6mol0mol终态终态1mol3mol2moln nB B -1mol -3mol 2mol -1mol -3mol 2molB -1 -3 2B -1 -3 2 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 1mol38反应反应(2)1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)，试计算反应进，试计算反应进度度。1/2N2(g)+3/2H2(g)=NH3(g)始态始态2mol6mol0mol终态终态1mol3mol2moln nB B -1mol -3mol 2mol -1mol -3mol 2molB -1/2 -3/2 1B -1/2 -3/2 1 2mol 2mol 2mol 2mol 2mol 2mol39摩尔焓变摩尔焓变在等温等压下，化学反应的热效应（焓变）与在等温等压下，化学反应的热效应（焓变）与物质的量的变化有关，即与反应进度物质的量的变化有关，即与反应进度的变化的变化有关，一般化学反应热效应（焓变）可用化学有关，一般化学反应热效应（焓变）可用化学反应的摩尔焓变反应的摩尔焓变rHrHm m表示，其定义为表示，其定义为40通过上例，得到如下结论：通过上例，得到如下结论：反应进度与反应方程式的书写有反应进度与反应方程式的书写有关，而与选择反应式中何种物质来表关，而与选择反应式中何种物质来表示无关。因此，在用到反应进度或其示无关。因此，在用到反应进度或其导出量时，必须指明其相应的化学反导出量时，必须指明其相应的化学反应方程式。应方程式。41一般的化学反应是以热和体积功的一般的化学反应是以热和体积功的形式与环境进行能量交换的，然而形式与环境进行能量交换的，然而体积功相对于热量而言常常是微不体积功相对于热量而言常常是微不足道的，因而研究化学反应的能量足道的，因而研究化学反应的能量变化主要集中在热效应上。研究化变化主要集中在热效应上。研究化学反应中热与其它能量变化的定量学反应中热与其它能量变化的定量关系的学科则称为热化学。关系的学科则称为热化学。化学反应热效应的计算化学反应热效应的计算42化学反应热效应的计算化学反应热效应的计算热化学方程式盖斯定律标准摩尔生成焓和反应的标准摩尔焓变43热化学方程式热化学方程式热化学方程式：热化学方程式：注明反应条件（注明反应条件（温度、压力、温度、压力、聚集状聚集状态或晶型态或晶型）与反应热）与反应热的方程式。的方程式。如：如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)rHm(298K)=-483.6kJmol-1 rHm(T)：反应的标准摩尔焓变，反应的标准摩尔焓变，单位：单位：kJmol-1。其中其中*下标下标r表示反应；表示反应；*m表示摩尔表示摩尔,指反应进度指反应进度=1mol；*上标上标表示标准状态。表示标准状态。44关于标准状态的说明关于标准状态的说明压力（对气体）：压力（对气体）：p100KPa 浓度（对溶液）浓度（对溶液）c=1.0moldm-3标准状态不包括温度标准状态不包括温度Hm(T)中的单位中的单位kJmol-1中的中的mol是是指反应进度指反应进度=1mol45盖斯定律盖斯定律盖斯定律（盖斯定律（hesshess s laws law，瑞士俄籍，瑞士俄籍化学家化学家)：化学反应不管是一步完成化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其热效应总是相还是分几步完成，其热效应总是相同的。同的。它适用于恒压或恒容条件下。它适用于恒压或恒容条件下。46例例计算反应计算反应C（s）+1/2O2(g)=CO(g)的热效应。的热效应。47解：解：反应反应C（石墨）石墨）+1/2O2(g)=CO(g)的反应热的反应热 rHm,1无法通过实验直接测定，无法通过实验直接测定，但已知下列条件：但已知下列条件：C（石墨石墨)+O2(g)=CO2(g)rHm,1(298K)=-393.5kJmol-1CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)rHm,2(298K)kJmol-148H1HH2C(石墨)+O(g)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)根据盖斯定律根据盖斯定律49H1=H+H2H=H1H2即rHm(298.15K)=rHm,1(298.15K)rHm,2(298.15K)=(393.5)(283.0)kJmol-1=110.5kJmol-1以上方法称为图解法。也可以利用反应式间的代数关系是进行，如 50C(石墨)+O2(g)=CO2(g),rH(298.15K)=393.5kJmol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g)，rH(298.15K)=283.0kJmol-1=C(s)+O2(g)=CO(g)rH(298.15K)=rH(298.15K)rH(298.15K)=(393.5)(283.0)kJmol-1=110.5kJmol-151应用盖斯定律计算时应用盖斯定律计算时应注意的事项应注意的事项（1）只只有有条条件件（如如温温度度、压压力力、种种类类）等等完完全全相相同同的的物物质质才才能能相相加加减。减。（2）将将反反应应式式乘乘以以（或或除除以以）某某数数时时，H也也必必须须同同时时乘乘以以（或或除除以）该数。以）该数。52例下，已知例下，已知C(s)+O2(g)=CO(g)，rHm(298.15K)=110.5kJmol-14Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s),rHm(298.15K)=1118.4kJmol-1试求：Fe3O4(s)+4C(s)=3Fe+4CO(g),rHm(298.15K)=?53解解4得rHm(298.15K)=4rHm(298.15K)rHm(298.15K)=4(110.5)(1118.4)=676.4kJmol-154标准摩尔生成焓和标准摩尔生成焓和 反应的标准摩尔焓变反应的标准摩尔焓变55物质物质B的标准摩尔生成焓：的标准摩尔生成焓：在标准态下，由稳定的单质生成在标准态下，由稳定的单质生成1mol的某化合物时反的某化合物时反应的焓变。应的焓变。符号：符号：fHm(物质物质B，物态，物态，T)单位：单位：kJmol-1（f表示生成，表示生成，m表示反应进度为表示反应进度为1mol；表示在标准状态表示在标准状态）标准状态的单质指在所讨论的标准状态的单质指在所讨论的T T、p p下最稳定的单质。下最稳定的单质。例如：石墨、金刚石、无定形碳例如：石墨、金刚石、无定形碳C C6060，石墨最稳定。石墨最稳定。56例如：在标准条件下，下述反应C(石墨)+1/2O2(g)=CO(g)rHm(298.15K)=-110.5kJmol-1故CO(g)kJmol-1，写为fHm(CO,g,298.15K)=-110.5kJmol-1根据标准生成焓的定义，稳定单质的标准生成焓应为零。常见物质的标准生成焓见附表常见物质的标准生成焓见附表575859水合离子的标准生成焓变水合离子的标准生成焓变对水合离子而言，由于水溶液中不可能只存对水合离子而言，由于水溶液中不可能只存在一种离子，所以规定：水合氢离子在一种离子，所以规定：水合氢离子H+浓度为浓度为1moldm-3的标准摩尔生成焓为零。记为的标准摩尔生成焓为零。记为fHm(H+,aq,298.15K)=0式中式中“aq”是是“水水”的意思。的意思。K时的标准摩尔生成焓。时的标准摩尔生成焓。常见水合离子的标准摩尔生成焓见附录常见水合离子的标准摩尔生成焓见附录60在标准条件下反应的摩尔焓叫做在标准条件下反应的摩尔焓叫做反反应的标准摩尔焓变应的标准摩尔焓变.符号：符号：rHm （298.15K298.15K）。）。单位：单位：kJkJmolmol-1-1 根根据据盖盖斯斯定定律律，联联系系标标准准摩摩尔尔生生成成焓焓的的定定义义，就就可可以以很很方方便便地地计计算算反应的标准摩尔焓变。反应的标准摩尔焓变。61任何一个恒温恒压下进行的化学反应，都任何一个恒温恒压下进行的化学反应，都可以将反应途径设计成：可以将反应途径设计成：反应物反应物稳定单质稳定单质生成物，即：生成物，即：反应物生成物稳定单质rHm(298K)62反应：0=vBB(B,物态,298K)反应的标准生成焓rHm(298K)=vBfHm(B,物态,298K)对于任意反应为：aA+bB=gG+dDrHm(298K)=vBfHm(B,物态,298K)=gfHm(G,物态,298K)+dfHm(D,物态,298K)afHm(A,物态,298K)-bfHm(B,物态,298K)=fHm(298.15K)生成物fHm(298.15K)反应物63反应焓变的计算在热力学上非常重要反应焓变的计算在热力学上非常重要计算时应注意以下几点：计算时应注意以下几点：（1 1）rHm的计算是系统终态的的计算是系统终态的 vB fHm(K)减去始态的减去始态的 vB fHm(K)；（2）同一物质，聚集状态不同，同一物质，聚集状态不同，fHm（298.15K)不同；不同；（3）各物质的化学计量数各物质的化学计量数vB不能遗漏；不能遗漏；64反应焓变的计算在热力学上非常重要反应焓变的计算在热力学上非常重要计算时应注意以下几点：计算时应注意以下几点：（4 4）化学反应的标准摩尔焓变是随温度而化学反应的标准摩尔焓变是随温度而变的，变的，如：如：N N2 2（g g）+3H+3H2 2（g g）=2NH=2NH3 3（g g）r r H Hm m molmol-1-1 r r H Hm m (773K)kJ(773K)kJmolmol-1-1可见反应的标准摩尔焓变随温度变化不大可见反应的标准摩尔焓变随温度变化不大,在任意温度，无相变化、要求不特别精确在任意温度，无相变化、要求不特别精确时：时：rHm(T)rHm(298K)65例例利用标准摩尔生成焓数据，求四氧化三铁的还原反应的rHm(298.15K)=？解解Fe3O4（s）+4H2（g）=3Fe（s）+4H2O（g）fHm(298.15K)kJmol-1rHm(298.15K)=3fHm(Fe,s,298.15K)+4fHm(H2O,l,298.15K)fHm(Fe3O4,s,298.15K)+4fHm(H2,g,298.15K)=30+4(241.82)40+(1118.4)=+151.12kJmol-166例利用标准摩尔生成热的数据，计算反应NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)的rHm（298.15K）值，并简单说意义。解：查出各物质的标准摩尔生成焓NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)fHm(298.15K)kJmol-1rHm(298.15K)=fHm(Na+(aq)298.15K)+fHm(OH-(aq)298.15K)fHm(NaOH,s,298.15K)=(240.12)+(229.99)(425.609)kJmol-1=44.51kJmol-1计算结果说明氢氧化钠溶于水时，会放出大量的热，是一放热反应。67例：利用标准摩尔生成焓的数据，计算反应Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)的标准摩尔焓变，并简单说明意义。解：Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)fHm(298.15K)kJmol-10 64.77 153.89 0rHm(298.15K)=fHm(Zn+(aq)298.15K)+fHm(Cu(s)298.15K)fHm(Zn,s,298.15K)+fHm(Cu2+(aq)298.15K)=(153.89+0(0+64.77=218.66kJmol-1计算说明该氧化还原反应能放出相当大的热量，在电池反应中这部分热量与反应电功有着转换关系。68概念概念69能源能源2.3.1 能源的种类2.3.2 煤2.3.3 石油和天然气2.3.4 氢能2.3.5 太阳能