热化学 · 反应路径账本

把两条路,拼成一条焓变

终态相同,走法可以不同。现在把反应式当作可调整的“路线单”:箭头可翻,数量可倍乘,但每次调整都要让焓变一起跟着改。

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先决定每条已知反应的方向与倍数,再把它们放入右侧账本。两式相加时,中间物种会在反应物与生成物两边抵消。试着让账本恰好通向目标反应。

已知反应

每条路都可改写
路径一

C(石墨) + ½O₂(g) → CO(g)

ΔrH° = −110.5 kJ·mol⁻¹

反应方向

路径二

CO(g) + ½O₂(g) → CO₂(g)

ΔrH° = −283.0 kJ·mol⁻¹

反应方向

相加区

反应路径账本

已入账 ΔH0.0 kJ·mol⁻¹

账本还是空的。先把一条反应放进来。

相加后的净反应

等待把两条路径放入账本。

把两张路线单叠起来:生成的 CO(g) 与消耗的 CO(g) 正好抵消;两份 ½O₂(g) 合并成一份 O₂(g)。

C(石墨) + ½O₂(g) + CO(g) + ½O₂(g) → CO(g) + CO₂(g)
得到目标:C(石墨) + O₂(g) → CO₂(g)
ΔrH° = (−110.5) + (−283.0) = −393.5 kJ·mol⁻¹

别让“每摩尔”把你绕进去

翻转反应式,ΔrH° 必须变号;反应式整体乘以 2,ΔrH° 也要乘以 2。这里的 kJ·mol⁻¹ 是“每摩尔反应进度”的能量变化,必须始终对应你当前写下的那条反应式。例如把目标式全部乘以 2,焓变应写为 −787.0 kJ·mol⁻¹;不能仍拿 −393.5 kJ·mol⁻¹ 去配这条加倍后的式子。