双语化学辞典Chem Lexicon
高中Senior high 化学键与分子结构 Chemical bonding & molecular structure

由键焓估算反应焓Reaction enthalpy from bond enthalpies

\[\Delta_rH \approx \sum D(\text{断开的键}) - \sum D(\text{形成的键})\]\[\Delta_rH \approx \sum D(\text{bonds broken}) - \sum D(\text{bonds formed})\]

含义Meaning

用平均键焓估算气相反应的焓变:断键吸热、成键放热。精度通常在 ±20 kJ/mol 内,适合缺少生成焓数据时快速估算。

Estimates gas-phase reaction enthalpies from mean bond enthalpies: breaking absorbs, forming releases. Usually good to ±20 kJ/mol — handy when formation enthalpies are missing.

符号说明Symbols

符号Symbol含义 Meaning单位 Unit
\(D\)平均键焓(如 C–H 413,C=O 799,O–H 463,O=O 498 kJ/mol)mean bond enthalpy (C–H 413, C=O 799, O–H 463, O=O 498 kJ/mol)kJ·mol⁻¹

推导Derivation

  1. 设想反应物先全部解离为气态原子(吸收 ΣD 断),原子再组合成产物(放出 ΣD 成)。

    Imagine dissociating reactants into atoms and recombining them.

  2. 焓是状态函数(盖斯定律),两步之和即反应焓。

    Enthalpy is a state function (Hess), so add the steps.

适用条件与局限Assumptions & limitations

  • 平均键焓随分子环境变化(同一 C–H 在甲烷和苯中不同);共振稳定化、张力不能体现。

    Mean values ignore environment, resonance and strain.

  • 只适用于气相;有液体、固体时要加相变焓。

    Gas phase only; add phase-change enthalpies otherwise.

例题Worked example

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(g):断 4×413 + 2×498 = 2648;成 2×799 + 4×463 = 3450;ΔH ≈ −802 kJ/mol(实测 −802)。

Methane combustion: ΔH ≈ 2648 − 3450 = −802 kJ/mol (measured −802).