许多化学反应以热、光或声音的形式释放能量。这些是放热反应。放热反应可能自发发生,并导致更高的随机性或熵(ΔS>;0) 在实验室中,放热反应产生热量,甚至可能是爆炸性的。
还有一些化学反应必须吸收能量才能进行。这些是吸热反应。吸热反应不能自发发生。为了使这些反应发生,必须做一些工作。当吸热反应吸收能量时,在反应过程中测量温度下降。吸热反应以正热流(进入反应)和焓(+ΔH)增加为特征。
光合作用是吸热化学反应的一个例子。在这个过程中,植物利用来自太阳的能量将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。该反应每产生一千克葡萄糖需要15兆焦耳的能量(阳光):
阳光+6CO2(g)+H2O(l)=C6H12O6(aq)+6O2(g)
吸热过程的其他示例包括:
放热反应的一个例子是钠和氯的混合物产生食盐。该反应产生的每摩尔盐的能量为411 kJ:
Na(s)+0.5Cl2(s)=NaCl(s)
放热过程的其他示例包括:
许多放热和吸热反应涉及有毒化学品、极热或极冷,或混乱的处理方法。快速放热反应的一个例子是用少量水溶解手中的洗衣粉。一个简单的吸热反应的例子是用水溶解手中的氯化钾(作为盐的替代品出售)。
这些吸热和放热演示既安全又简单:
下面是吸热反应和放热反应之间区别的简要总结:
吸热的 | 放热的 |
热量被吸收(感觉很冷) | 热量释放(感觉温暖) |
必须添加能量才能发生反应 | 反应是自发发生的 |
无序度降低(ΔS<0) | 熵增加(ΔS>0) |
焓增加(+ΔH) | 焓下降(-ΔH) |
吸热和放热反应是指吸收或释放热量。还有其他类型的能量可以通过化学反应产生或吸收。例如光和声音。一般来说,涉及能量的反应可分为吸能反应或(火用)反应,吸热反应是吸能反应的一个例子。放热反应是火用反应的一个例子。
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