
【化】 standard heat (enthalpy) of formation; standard heat of formation
criteria; level; mark; measure; normal; par; rule; standard; criterion
【計】 etalon; normal; STD
【化】 standards
【醫】 norm; normo-; rubric; standard
【經】 denominator; norm; standard
【化】 heat of formation
【醫】 heat of formation
标準生成熱(英文:Standard Enthalpy of Formation)是熱化學中的重要概念,指在标準狀态(通常為298K溫度、100kPa壓強)下,由最穩定的單質生成1摩爾某化合物時的焓變(ΔH)。其符號為ΔH_f°(下标f表示"formation",上标°表示标準狀态)。
标準狀态基準
反應物和産物均處于标準狀态(298K, 100kPa),且參與反應的單質必須是該條件下最穩定的同素異形體(如碳為石墨,氧為O₂氣體)。
生成反應定義
特指由單質合成化合物的反應。例如,水的标準生成熱對應反應:
$$ce{H2(g) + 1/2O2(g) -> H2O(l)} quad Delta H_f^circ = -285.8text{kJ/mol}$$
參考零點設定
所有最穩定單質的标準生成熱被定義為0。例如:
應用價值
用于計算任意反應的焓變(赫斯定律):
$$Delta H^circ_{text{反應}} = sum Delta H_f^circ(text{産物}) - sum Delta H_f^circ(text{反應物})$$
IUPAC定義(國際純粹與應用化學聯合會)
明确指出标準生成焓是"由參考單質形成物質的反應的标準摩爾焓變"(Gold Book術語)[參考:IUPAC Gold Book, enthalpy of formation詞條]。
《物理化學》教材(Peter Atkins著)
強調标準生成熱是"構建化學體系能量數據庫的基石",其數值可預測反應自發性(第4章,熱化學部分)[參考:Atkins Physical Chemistry, 11th Edition]。
NIST化學數據庫(美國國家标準與技術研究院)
提供數千種物質的标準生成熱實驗測定值,如ΔH_f°(CO₂,g) = -393.5 kJ/mol(數據基于量熱法校準)[參考:NIST Chemistry WebBook]。
示例說明:
二氧化碳的标準生成熱(ΔH_f° = -393.5 kJ/mol)表示以下反應釋放393.5 kJ能量:
$$ce{C(石墨) + O2(g) -> CO2(g)}$$
此數據可用于計算燃燒反應的放熱量,體現其在能源研究中的關鍵作用。
标準生成熱(Standard Enthalpy of Formation)是熱化學中的重要概念,指在标準狀态(壓力為100kPa,通常溫度為298.15K/25℃)下,由元素的最穩定單質生成1摩爾純物質時的焓變(熱效應)。其核心定義和要點如下:
标準狀态
指物質處于特定壓力(100kPa)和溫度(通常為25℃)的條件,反應物和産物均處于此狀态。
最穩定單質
反應中的元素必須以最穩定的單質形式參與(如碳的最穩定單質是石墨,而非金剛石或C60)。
示例:石墨的标準生成熱為0 kJ/mol,而金剛石為+1.987 kJ/mol,說明石墨更穩定。
熱效應的符號
判斷物質穩定性
标準生成熱越低(或越負),物質在标準狀态下越穩定。例如,石墨的ΔH=0 kJ/mol,而金剛石ΔH>0,因此石墨更穩定。
計算反應焓變
通過公式:
$$
ΔH{text{反應}} = sum ΔH{text{f}}^{circ}(text{産物}) - sum ΔH_{text{f}}^{circ}(text{反應物})
$$
可推算未知反應的焓變。
若需進一步了解具體物質的标準生成熱數據,可查閱熱力學手冊或權威數據庫。
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