焓变(ΔH)是指在恒压条件下,化学反应过程中系统能量的变化量。它等于生成物的总能量减去反应物的总能量,是一个热力学状态函数,用于描述化学反应过程中能量的吸收或释放。
焓变的单位通常是kJ/mol(千焦每摩尔)或KJ/mol(千焦每摩尔),后者更常用。
键能(ΔE)是指在标准状态下(即P=100kPa)将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)和B(g)所需要的能量。键能反映了化学键的稳定性和化学物质的反应性。键能的单位也是kJ/mol。
焓变与键能之间的关系可以通过以下公式表示:
\[ ΔH = \sum E_{\text{断键}} - \sum E_{\text{成键}} \]
其中,\( \sum E_{\text{断键}} \) 表示反应中断裂的所有化学键所需能量的总和,\( \sum E_{\text{成键}} \) 表示反应中形成的所有化学键所释放能量的总和。
如果反应物键能的总和大于生成物键能的总和,则反应为吸热反应,焓变ΔH为正值;反之,如果反应物键能的总和小于生成物键能的总和,则反应为放热反应,焓变ΔH为负值。
总结:
焓变:
表示化学反应过程中系统能量的变化,单位是kJ/mol或KJ/mol。
键能:
表示气态基态原子形成1 mol化学键所需的能量,单位是kJ/mol。
关系:
焓变等于生成物键能总和减去反应物键能总和,正焓变表示吸热反应,负焓变表示放热反应。
这些概念和关系对于理解和预测化学反应的热效应非常重要。