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输入计算

数学公式

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结果

Enthalpy of Reaction (ΔHrxn)
-393.5
kJ/mol
Σ ΔHf 生成物 -393.5 kJ/mol
Σ ΔHf 反应物 0 kJ/mol
反应类型 Exothermic (releases heat)

这个计算器能做什么

本工具运用赫斯定律(Hess's Law)计算化学反应的标准焓变(\(\Delta H_{rxn}\))。你只需分别输入所有生成物和所有反应物的标准生成焓(\(\Delta H_f^{\circ}\))总和——每一项都已乘上对应的化学计量系数——计算器便会给出反应的净热效应,单位为千焦每摩尔(kJ/mol)。

公式详解

赫斯定律指出,焓是一个状态函数,因此总焓变只取决于反应的始态和终态,与中间所经历的途径无关。由此得到这个简洁的关系式:

$$\Delta H_{rxn} = \sum \Delta H_f^{\circ}\text{ 生成物} - \sum \Delta H_f^{\circ}\text{ 反应物}$$

任何纯单质在其最稳定形态下(如 O₂、N₂,或以石墨形式存在的固态碳)的标准生成焓均为零,这一点能让许多计算大为简化。

能级图,显示反应物和产物通过元素相连,阐释盖斯定律
盖斯定律:反应焓等于产物生成焓之和减去反应物生成焓之和。

使用方法

1. 在标准数据表中查出每种生成物和反应物的 \(\Delta H_f^{\circ}\)。2. 将每个数值乘以配平方程式中对应的物质的量(系数)。3. 把所有生成物的值加总填入一个输入框,反应物的值加总填入另一个。4. 读取结果:\(\Delta H\) 为负值表示反应放热(放出热量),\(\Delta H\) 为正值表示反应吸热(吸收热量)。

实例演算

甲烷的燃烧反应:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)。

生成物:\(\Delta H_f(\text{CO}_2) = -393.5\),\(2 \times \Delta H_f(\text{H}_2\text{O}) = 2 \times (-285.8) = -571.6\),合计 −965.1 kJ/mol。反应物:\(\Delta H_f(\text{CH}_4) = -74.8\),\(2 \times \Delta H_f(\text{O}_2) = 0\),合计 −74.8 kJ/mol。

$$\Delta H_{rxn} = -965.1 - (-74.8) = -890.3 \text{ kJ/mol}$$属于强放热反应。

柱状图,比较产物与反应物的总生成焓,差值即为 delta H
\(\Delta H\) 是产物与反应物总生成焓之差。

常见问题

需要把系数算进去吗?需要。在加总之前,必须先把每个 \(\Delta H_f\) 数值乘以配平方程式中的物质的量。

单质该怎么处理?处于标准状态的单质 \(\Delta H_f = 0\),所以它们对总和没有任何贡献。

正负号代表什么?\(\Delta H\) 为负值=放热反应(放出热量);\(\Delta H\) 为正值=吸热反应(吸收热量)。

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