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输入计算

请分别输入方程式两边按化学计量系数加权后的标准生成焓之和。求和前,先把每种物质的 ΔHf° 乘以它的系数。处于标准状态的单质,其 ΔHf° = 0。

数学公式

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结果

标准反应焓变(ΔH°rxn)
-393.5
kJ/mol
反应性质 Exothermic (releases heat)
产物 Σ ΔHf° -393.5 kJ/mol
反应物 Σ ΔHf° 0 kJ/mol

这个计算器能做什么

本工具依据盖斯定律(热量加和恒定定律)计算标准反应焓变(\(\Delta H^{\circ}_{rxn}\))。用产物的标准生成焓总和减去反应物的标准生成焓总和,即可得到化学反应在标准条件(1 bar、298.15 K)下的净热量变化。结果为负,说明反应为放热反应;结果为正,则为吸热反应。

使用方法

针对配平方程式的每一边,把每种物质的标准生成焓(\(\Delta H_f^{\circ}\),单位 kJ/mol)乘以它的化学计量系数,再逐项相加。请记住:处于标准参考状态的单质(如 O₂、N₂ 或固态石墨碳 C)的 \(\Delta H_f^{\circ} = 0\)。在第一个输入框填入产物之和,在第二个输入框填入反应物之和,即可读出 \(\Delta H^{\circ}_{rxn}\)。

公式详解

核心公式为 $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = \sum \Delta H_f^{\circ}\ \text{产物} - \sum \Delta H_f^{\circ}\ \text{反应物}$$ 由于焓是状态函数,反应物到产物所经历的路径并不重要,只取决于初始态与最终态。正因如此,我们可以把查表得到的生成焓当作"积木块",通过代数运算自由组合。

显示反应物和生成物的能级图,焓差标注为ΔH
反应焓是生成物与反应物的生成焓总和之差。

实例演示

以甲烷燃烧为例:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)。产物侧:\(\Delta H_f^{\circ}(\text{CO}_2) = -393.5\),加上 $$2 \times (-285.8) = -393.5 - 571.6 = -965.1\ \text{kJ/mol}$$ 反应物侧:\(\Delta H_f^{\circ}(\text{CH}_4) = -74.8\),加上 \(2 \times 0\)(O₂)\(= -74.8\ \text{kJ/mol}\)。于是 $$\Delta H^{\circ}_{rxn} = -965.1 - (-74.8) = -890.3\ \text{kJ/mol}$$ 是一个强放热反应。

赫斯定律示意图,反应物和生成物都向下连接到标准态的元素
赫斯定律:反应物和生成物都参照相同的元素标准态。

常见问题

为什么 O₂ 的生成焓是零?按照定义,任何单质在标准条件下最稳定形态的标准生成焓都规定为零,以此作为基准点。

\(\Delta H^{\circ}_{rxn}\) 为正值代表什么?表示反应从环境中吸收热量,即吸热反应。

一定要乘上化学计量系数吗?必须乘。在对每一边求和之前,要先把每种物质的 \(\Delta H_f^{\circ}\) 乘以它的系数,否则计算结果会出错。

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