放热反应

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在热化学中,放热反应是总标准焓变ΔH⚬为负的反应。放热反应通常会释放热量。该术语经常与放能反应混淆,IUPAC将其定义为……整体标准吉布斯能量变化ΔG⚬为负的反应。强烈放热反应通常也是放能反应,因为ΔH⚬对ΔG⚬有很大贡献。课堂上演示的大多数壮观的化学反应都是放热和放能的。相反的是吸热反应,它通常吸收热量并由系统中的熵增加驱动。 例子很多:燃烧、铝热反应、强酸和强碱的结合、聚合。 这些样品反应强烈...
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放热反应

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热化学中,放热反应是总标准焓变 ΔH⚬ 为负的反应。 放热反应通常会释放热量。 该术语经常与放能反应混淆,IUPAC 将其定义为……整体标准吉布斯能量变化 ΔG⚬ 为负的反应。 强烈放热反应通常也是放能反应,因为 ΔH⚬ 对 ΔG⚬ 有很大贡献。 课堂上演示的大多数壮观的化学反应都是放热和放能的。 相反的是吸热反应,它通常吸收热量并由系统中的熵增加驱动。

例子

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例子很多:燃烧、铝热反应、强酸和强碱的结合、聚合

这些样品反应强烈放热。

不受控制的放热反应会导致火灾和爆炸,这是一种浪费,因为很难捕获释放的能量。 大自然在高度受控的条件下影响燃烧反应,避免火灾和爆炸,在有氧呼吸中捕获释放的能量,例如 用于 ATP 的形成。

测量

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化学系统的焓本质上是它的能量。 反应的焓变 ΔH 等于在恒定压力下没有电能输入或输出的情况下从(或进入)封闭系统传出(或传入)的热量 q。 使用量热法测量化学反应中的热量产生或吸收,例如 用炸弹量热计。 一种常见的实验室仪器是反应量热计,用于监测流出或流入反应容器的热流。 可以特别准确地测量燃烧反应的放热和相应的能量变化 ΔH。

放热反应中释放的测量热能转换为 ΔH⚬,单位为焦耳每摩尔(以前称为 cal/mol)。 标准焓变ΔH⚬本质上是反应中的化学计量系数被认为是反应物和产物的量(摩尔)时的焓变; 通常,初始和最终温度假定为 25 °C。 对于气相反应,ΔH⚬ 值与键能相关,可以通过以下方式很好地近似:

放热反应

ΔH⚬ = 反应物的总键能 − 产物的总键能

根据定义,在放热反应中,焓变具有负值:

ΔH = Hproducts - Hreactants < 0

从较小的值(产物的较低能量)中减去较大的值(反应物的较高能量)。

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