很多化合物的生成焓變或反應的焓變都不能直接從實驗獲得,主要有兩個原因:
化合物不能直接由其成分元素化合而成,例如碳不能直接與氫和氧反應生成乙醇。
\[\displaystyle{{\rm{2C(石墨) + }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}{\rm{(g) + 3}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{(g)}} \to {\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{OH(l)}}}\]
化學反應過程不易控制,例如鈉與水反應生成氫氧化鈉和氫的過程:
\[\displaystyle{{\rm{Na(s) + }}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O(l)}} \to {\rm{NaOH(aq) + }}\frac{{\rm{1}}}{{\rm{2}}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{(g)}}}\]
針對上述情況,瑞士化學家 Germain Hess 發現並提出了著名的赫斯定律。
這就像乘坐地鐵從中環去九龍塘,你有幾條不同的路線:
你可以發現:無論選擇哪條路線,你所付的車資都是一樣的。
化學反應也是一樣,只要起始狀態(起點)和最終狀態(終點)確定,無論具體途徑如何(不同的線路和換乘站),化學反應的焓變(所付車資)都是相同的。
請同學們根據上述描述思考:整體化學反應的焓變與幾個步驟的反應焓變的總和之間的相對大小,並完成右側的題目。
A. 整體反應的焓變 > 幾個步驟焓變總和
B. 整體反應的焓變 = 幾個步驟焓變總和
C. 整體反應的焓變 < 幾個步驟焓變總和
D. 沒有必然大小關係
結論:
根據赫斯定律:如果能夠把一個反應寫成幾個步驟,那麼整體反應的焓變必然等於幾個步驟的焓變的總和。