能量与热力学第一定律

标准生成焓

标准生成焓,是在标准条件下,由一种化合物各自最稳定的常见单质,搭建出一摩尔该化合物时的热效应。可以把它想成「从零开始造一种物质」的能量价签:从纯氢、纯氧、纯碳、纯钠等等出发,造出一摩尔水、二氧化碳或食盐,要放出或需要多少热。

它写作 ΔH_f°,充当一个通用的参照点。处于标准状态的单质,其生成焓被规定为恰好等于零——它们正是大家公认的「海平面」,其余一切都从这里量起。某种化合物若有一个很大的负 ΔH_f°,比如水,就坐落在一道很深的能量谷底里:它在生成时放出大量的热,也因此相应地稳定。

这些查表得来的数值,是热化学里的主力。由于焓是状态函数,几乎任何反应的焓,都可以用生成物生成焓之和减去反应物生成焓之和来求得。一张生成焓表,就解锁了无数你根本无须亲自去做的反应的热效应。

液态水的标准生成焓约为 ΔH_f° = −286 kJ/mol:由氢气和氧气生成一摩尔水,会放出 286 千焦。按定义,纯氧气和纯氢气的 ΔH_f° 各为 0。

处于标准形态的单质是零点,化合物都从这里量起。

「最稳定形态」是有严格规定的,偶尔还出人意料:碳取石墨,而非金刚石;氧取 O₂ 气体,而非臭氧。那个小小的度数符号(°)标记的是标准状态——一个规定的压强(如今是 1 巴)和一个指定的温度,通常是 298 K。状态一变,数值也跟着变。

又称
heat of formationΔH_f°标准生成焓生成热標準生成焓生成熱