普通化学/化学反应中的能量变化

放热反应和吸热反应

当反应物的化学能高于生成物时，化学反应中会释放能量。物质中的化学能是一种储存在物质内部的势能。这种储存的化学势能是物质的热含量或焓。

如果焓在化学反应过程中降低，则必须向周围释放相应的能量。相反，如果焓在反应过程中升高，则必须从周围吸收相应的能量。这仅仅是能量守恒定律。

吸收反应是指化学反应释放的能量比吸收的能量多，你也可以看到它们内部的死亡。

释放反应是指化学反应吸收的能量比释放的能量多。

你已经熟悉焓了：融化冰是吸热的，而冻结水是放热的。

例子

当甲烷在空气中燃烧时，放出的热量等于反应物转化为生成物时发生的焓降低。 ${\hbox{CH}}_{4(g)}+2{\hbox{O}}_{2(g)}\to {\hbox{CO}}_{2(g)}+2{\hbox{H}}_{2}{\hbox{O}}_{(g)}+energy$ 反应物和生成物之间的焓差等于释放到周围环境的能量。释放能量到周围环境的反应称为放热反应。在这种类型的反应中，生成物的焓或储存的化学能低于反应物。

当硝酸铵溶解在水中时，会吸收能量，水会冷却。这个概念用在“冷敷包”中。 ${\hbox{NH}}_{4}{\hbox{NO}}_{3(s)}+water+energy\to {\hbox{NH}}_{4(aq)}^{+}+{\hbox{NO}}_{3(aq)}^{-}$ 反应物和生成物之间的焓差等于从周围环境吸收的能量。从周围环境吸收能量的反应称为吸热反应。在吸热反应中，生成物的焓大于反应物的焓。

因为反应会释放或吸收能量，所以它们会影响周围环境的温度。放热反应会加热周围环境，而吸热反应会冷却周围环境。对焓以及许多其他与能量相关的主题的研究在热力学单元中进行了介绍。

活化能

想想甲烷的燃烧。它释放足够的热能来引起火灾。然而，反应不会自动发生。当甲烷和氧气混合时，不会立即发生爆炸。首先，甲烷必须被点燃，通常用打火机或火柴。这揭示了关于反应的一些信息：它们只有在首先添加一定量的活化能后才会发生。从这个意义上说，所有反应在开始之前都会吸收能量，但放热反应会释放更多能量。这可以用势能图来解释

这个图显示了一个放热反应，因为生成物的能量低于反应物（因此热量已经释放）。在发生这种情况之前，能量实际上必须增加。在反应完成之前添加的能量是活化能，用E_a表示。