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键焓及其共价型物质的热化学性质.ppt

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键焓及其共价型物质的热化学性质.ppt

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键焓及其共价型物质的热化学性质.ppt

文档介绍

文档介绍:键焓及其共价型物质的热化学性质
第1页,共15页,2022年,5月20日,23点49分,星期三
键离解能(焓)定义为反应中断裂1 mol某特定键时的能量变化,条件是反应物和产物都是理想气体,1个标准态压力和298K。如
他们之间的个性。如
C-H, △bHm(C-H)=416 kJ·mol-1
O-H, △bHm(O-H)= kJ·mol-1
第3页,共15页,2022年,5月20日,23点49分,星期三
因此,键能(焓)是各种化合物中特定键的离解能(焓)的统计平均值,是计算出来的,不是实验结果。在某个分子中,断裂该键实际所耗的能量应该是键离解能(焓),其数值与该键处于什么分子和什么样的周围环境有关,这样的数据难以得到。因而在热力学计算中,往往是用键能(焓)值代替键离解能(焓),其结果可能使得计算的热力学量并不十分可靠。

键能(焓)的大小体现了键的牢固程度,键焓越大,含有该键的分子就越稳定。一些键的键能(焓)值在一般的教科书中都被列出以供选用,对于双原子分子,同学们可直接由气体分子的原子化焓求出。
第4页,共15页,2022年,5月20日,23点49分,星期三
三 化合物酸/碱性的热力学讨论
化合物的酸/碱性在无机化学中是一个重要的课题,它包括:
1 多元酸的分步电离
2 同族非金属元素氧化物的酸性递变
3 同周期非金属元素氢化物的酸性递变
4 简单氧化物的酸碱性
下面选两个问题来讨论,实际上是代表了两种方法。
1 利用现有的热力学数据直接计算;
2 建立玻恩—哈伯热化学循环,通过其它热力学量来计算。
第12页,共15页,2022年,5月20日,23点49分,星期三
(一) 多元酸的分步电离(以H3PO4为例)
H3PO4是一个中等强度的三元酸,其逐步电离的热力学分析是十分有代表性的,这种分析有助于我们去揭示酸强度变化的普遍规律。
对于第一步电离 H3PO4(aq) H+(aq)+H2PO4-(aq)
△fHmθ/ kJ·mol-1 - 0 -
△H1θ=-13 kJ·mol-1
Smθ/ J·mol-1·K-1 0
△S1θ=-87 J·K-1·mol-1
△fGmθ/ kJ·mol-1 - 0 -
△G1θ= kJ·mol-1
lgK=△Gθ/=-, pK1= ()
对于第二步电离 H2PO4-(aq) H+(aq)+HPO42-(aq)
△H2θ= kJ·mol-1,
△S2θ=- J·mol-1·K-1,
△G2θ=41 kJ·mol-1,
pK2=
()
第13页,共15页,2022年,5月20日,23点49分,星期三
对第三步电离 HPO42-(aq) H+(aq)+PO43-(aq)
△H3θ= kJ·mol-1,
△S3θ=-186 kJ·mol-1·K-1,
△G3θ= kJ·mol-1,

计算的结果表明,pK计算值与实验值基本一致。pK值增加,电离趋势减弱。
pK3=,
()
在上述电离中,各步电离过程都是释放出一个H+(aq),但其△Hθ值却各不相同。第一步△Hθ为负,后两步ΔHθ均为正,且最后一步正值很大,这说明含氧酸的电离过程并不只是O-H键的断裂,同时还发生离子的水合过程。
从下面的循环就可以看到这一点 :
H2PO

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