能量与热力学第一定律

键焓

键焓,是把某一根特定化学键拉断——挣开拴住两个原子的那股力——所需要的能量。每一根键都像一根被拉紧的弹簧,把两个原子锁在原处;把它崩开要花能量,而重新结成它,又会放出同样多的能量。键焓为这份代价标上一个数字,量的是在气相中断开一摩尔某种键所需要的热。

它给了我们一种靠简单记账来估算反应热的办法。断开反应物里的键,总要花能量;在生成物里结成新键,总会把能量还回来。把断键花掉的能量加起来,再减去成键收回的能量,剩下的差额大致就是反应的焓。如果新键比旧键更强,能量就被放出,反应是放热的。

这正是燃料燃烧放出那么多热的原因:燃料和氧气里较弱的键,被换成了二氧化碳和水里极强的键,这中间的差额便化作暖意涌了出来。于是键焓为我们提供了一幅直观的、分子层面的图景,告诉我们一个反应的能量从何而来。

断开一摩尔氢气中的 H–H 键,需要约 436 千焦。而氢燃烧成水时结成的极强 O–H 键,放回来的能量还要更多——这正是这个反应放热的原因。

断键吸进能量,成键放出能量;二者的差额就是反应的热效应。

表中列出的键焓是对许多分子取的平均值,因此据此得到的是近似估算,而非精确值——一根 C–H 键的强度会随其所处环境而略有变化。它们还严格只适用于气相物种,因而忽略了熔化、汽化或溶解额外牵涉的能量。要得到精确数值,应改用生成焓和盖斯定律。

又称
bond energybond dissociation enthalpy键焓键能鍵焓鍵能