A-Level化學課程：Hess’s Law在計算題中的應用！

在A-Level化學第六章節(jié)初始，我們會接觸到一個概念叫“焓”(Enthalpy)，它指的是一份物質所具有的能量，用焓=內能+壓強*體積來表示。然而對于焓的理解是比較抽象的，但理解焓的差值“焓變”就容易多了。

很多化學反應，在反應前后會有溫度變化，例如木炭燃燒、硝酸銨結冰等。這就代表了吸熱或放熱反應中的能量得失。這部分能量我們就稱之為“焓變”。

例如我們在室外燃燒一小塊炭生成CO2放出10kJ熱量，那么這部分能量就用?H來表示，代表燃燒過程中逸散到空氣中的熱量。反應產生的能量變化可以是不同形式的，包括熱量、光、體積變化等等，但這些能量的變化，我們都可以稱之為“焓變”。

焓變也有不同的形式，例如反應焓、形成焓、燃燒焓、中和焓和原子化焓等，這些焓有些是可以實際測量的，也有些是我們?yōu)榱擞嬎愣摌嫷模瑢嶋H反應可能并不存在。那么在引入了焓的概念以及各類焓的定義之后，就來看看他在我們的題目里是怎么應用的吧。在此之前，我們需要理解Hess’s Law是如何運用的。

對于一個化學反應，總能量變化是一定的，無論經過幾步反應，或者經過什么反應路徑，甚至是虛構的中間步驟。類似于物理或者數(shù)學中的向量，無論你經過幾個（連續(xù)的）步驟，只要起點和終點是相同的，向量和也就相同。

（從圖中就能很直觀的看出）

下面我們做一道題來嘗試一下吧！（題目如下）

在此題中，我們無法直接求得由C4H10的燃燒焓，那么我們就需要走一個彎路，尋求反應物和生成物之間的一個共同終點站B，也就是C、H2和氧氣分別形成它們的形成焓?fH?。盡管并不可能用碳粉和氫氣氧氣來制成丁烷，但在原子數(shù)上，ABC確實都保持了平衡，那么這個循環(huán)就是成立的。我們來畫出一個焓變示意圖。

由C、H2、O2形成C4H10的能量是C4H10的形成焓?fH?（C4H10），同時等量的O2可以約去；另一邊，同樣由C、H2、O2形成CO2和H2O的能量是四份?fH?（CO2）和五份?fH?（H2O）。那么，我們求A→C的焓，也就是求A→B→C的總焓。

值得注意的是，這里的?fH?（C4H10）表示的反應方向是C→A，所以我們如果要表示A→B，需要取?fH?（C4H10）的負值，所以?fH?=-?fH?（C4H10）+（4?fH?（CO2）+5?fH?（H2O））=-（-134.5）+（4*-393.5+5*-285.8）=2868.5 KJ mol-1，也就表明丁烷C4H10的燃燒焓為2868.5 KJ mol-1。

這道題算是一種簡單的循環(huán)，更復雜的循環(huán)會涉及到多步反應和相變，在同學們刷題過程中，如果遇到也不要害怕。注意反應方向和保持元素平衡，即使是十幾步反應，也能像拼圖一樣一步步完整起來。

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