能量與熱力學第一定律
標準生成焓
標準生成焓,是在標準條件下,由一種化合物各自最穩定的常見單質,搭建出一莫耳該化合物時的熱效應。可以把它想成「從零開始造一種物質」的能量價簽:從純氫、純氧、純碳、純鈉等等出發,造出一莫耳水、二氧化碳或食鹽,要放出或需要多少熱。
它寫作 ΔH_f°,充當一個通用的參照點。處於標準狀態的單質,其生成焓被規定為恰好等於零——它們正是大家公認的「海平面」,其餘一切都從這裡量起。某種化合物若有一個很大的負 ΔH_f°,比如水,就坐落在一道很深的能量谷底裡:它在生成時放出大量的熱,也因此相應地穩定。
這些查表得來的數值,是熱化學裡的主力。由於焓是狀態函數,幾乎任何反應的焓,都可以用生成物生成焓之和減去反應物生成焓之和來求得。一張生成焓表,就解鎖了無數你根本無須親自去做的反應的熱效應。
液態水的標準生成焓約為 ΔH_f° = −286 kJ/mol:由氫氣和氧氣生成一莫耳水,會放出 286 千焦。按定義,純氧氣和純氫氣的 ΔH_f° 各為 0。
處於標準形態的單質是零點,化合物都從這裡量起。
「最穩定形態」是有嚴格規定的,偶爾還出人意料:碳取石墨,而非金剛石;氧取 O₂ 氣體,而非臭氧。那個小小的度數符號(°)標記的是標準狀態——一個規定的壓強(如今是 1 巴)和一個指定的溫度,通常是 298 K。狀態一變,數值也跟著變。
又稱
另見