【标准摩尔生成焓公式】在热化学中，标准摩尔生成焓是一个重要的概念，用于描述在标准状态下（通常为100 kPa、25°C），由最稳定的单质生成1 mol化合物时的焓变。它是计算反应热的重要依据之一。本文将对标准摩尔生成焓的基本概念及其相关公式进行总结，并通过表格形式展示常见物质的标准摩尔生成焓值。
一、基本概念
标准摩尔生成焓（ΔfH°）是指在标准条件下，由稳定单质生成1 mol某化合物时的焓变。其单位为kJ/mol。
- 稳定单质：如O₂(g)、C(石墨)、H₂(g)等。
- 标准状态：温度为25°C（298 K），压力为100 kPa。
- ΔfH° = 0：对于稳定单质来说，其标准摩尔生成焓为零。
二、标准摩尔生成焓的公式
根据热力学第一定律和赫斯定律，可以利用标准摩尔生成焓来计算化学反应的总焓变（ΔrH°）：
$$
\Delta_r H^\circ = \sum \Delta_f H^\circ (\text{产物}) - \sum \Delta_f H^\circ (\text{反应物})
$$
其中：
- ΔrH°：反应的标准摩尔焓变
- ΔfH°：各物质的标准摩尔生成焓
该公式适用于所有化学反应，只要知道各物质的标准摩尔生成焓值即可计算出反应的总焓变。
三、常见物质的标准摩尔生成焓表
| 化学式 | 名称 | 标准摩尔生成焓 (ΔfH°, kJ/mol) |
| O₂(g) | 氧气 | 0 |
| H₂(g) | 氢气 | 0 |
| C(石墨) | 石墨 | 0 |
| CO₂(g) | 二氧化碳 | -393.5 |
| H₂O(l) | 液态水 | -285.8 |
| CH₄(g) | 甲烷 | -74.8 |
| NH₃(g) | 氨 | -46.1 |
| NO₂(g) | 二氧化氮 | +33.2 |
| NaCl(s) | 氯化钠 | -411.0 |
| HCl(g) | 氯化氢 | -92.3 |
四、应用举例
以甲烷燃烧为例：
$$
CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(l)
$$
使用标准摩尔生成焓计算：
$$
\Delta_r H^\circ = [(-393.5) + 2 \times (-285.8)] - [(-74.8) + 2 \times 0] = -890.1 \, \text{kJ/mol}
$$
这说明该反应是放热反应，释放出约890.1 kJ的热量。
五、总结
标准摩尔生成焓是热化学中的核心概念，能够帮助我们快速判断化学反应的热效应。通过公式与表格的结合，可以更直观地理解不同物质的生成焓值及其在反应中的作用。掌握这一知识不仅有助于学习化学反应的热力学性质，也为实际工程和实验设计提供了理论支持。
