一、计算公式

ΔH = Σ（反应物键能）

  • Σ（生成物键能）

    • 其中：

  • ΔH 为反应热，单位为 kJ/mol；
  • 若 ΔH < 0，反应为放热；若 ΔH > 0，反应为吸热 。

    • 示例：

    对于反应 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g)：

  • 反应物键能总和：2个H-H键 + 1个O=O键 → 2E(H-H) + E(O=O)
  • 生成物键能总和：4个H-O键 → 4E(H-O)
  • ΔH = [2E(H-H) + E(O=O)]
  • 4E(H-O)

    • 若结果为负值，表明总反应释放热量 。

    二、计算步骤

    1. 写出配平的化学方程式

    明确反应物和生成物的化学计量数及物质状态（通常要求气态，因键能数据基于气态分子测定）。

    2. 确定化学键类型及数量

  • 反应物：统计所有需要断裂的化学键种类及数量。
  • 生成物：统计所有新形成的化学键种类及数量。

    • 示例：1个CH₄分子含4个C-H键，1个O₂分子含1个O=O键。

    3. 查找键能数据

    使用已知的键能值（单位：kJ/mol）。例如：

  • H-H键能：436 kJ/mol
  • O=O键能：498 kJ/mol
  • H-O键能：463 kJ/mol 。

    • 4. 代入公式计算ΔH

    注意符号与数值的正负关系，确保单位统一。

    三、注意事项

    1. 物质状态：键能计算仅适用于气态物质，液态或固态需考虑其他能量变化（如熔化热、蒸发热）。

    2. 键能定义：键能是断开1 mol气态化学键所需的能量，形成键时释放等量能量。

  • 断键：吸收能量（+）
  • 成键：释放能量（-）。

    • 3. 新旧教材差异：

  • 旧教材可能用 生成物键能总和
  • 反应物键能总和，结果符号与新教材相反。

    • 4. 复杂反应：若涉及中间态或分步反应，需结合盖斯定律进行修正。

    四、实例解析

    例1：H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)

  • 反应物键能总和：1×436 (H-H) + 1×243 (Cl-Cl) = 679 kJ
  • 生成物键能总和：2×431 (H-Cl) = 862 kJ
  • ΔH = 679
  • 862 = -183 kJ/mol（放热）。

    • 例2：CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

  • 反应物键能总和：4×413 (C-H) + 2×498 (O=O) = 2648 kJ
  • 生成物键能总和：2×799 (C=O) + 4×463 (H-O) = 3606 kJ
  • ΔH = 2648
  • 3606 = -958 kJ/mol（放热）。

    • 五、应用场景

    1. 预测反应方向：通过ΔH判断反应是放热还是吸热。

    2. 优化化工反应：设计高效催化剂时，分析键能变化对能耗的影响。

    3. 验证实验数据：与量热法测得的结果对比，验证理论模型准确性。

    通过键能计算反应热，需严格遵循公式并注意数据准确性。对于复杂体系，建议结合实验或其他理论方法（如盖斯定律）进行综合判断。