祈灵工具箱🔥反应焓变计算器 - ΔH、ΔS、ΔG、平衡常数 K 与盖斯定律
化学反应的标准焓变按“生成物减反应物”计算：ΔrH° = Σν·ΔfH°(生成物) − Σν·ΔfH°(反应物)，熵变 ΔrS° 和吉布斯自由能变 ΔrG° 同理。以甲烷燃烧 CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) 为例：ΔrH° = [−393.51 + 2×(−285.83)] − [−74.81 + 0] = −890.36 kJ/mol，ΔrS° = −243.0 J/(mol·K)，ΔrG° = −817.9 kJ/mol。再如 CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)，ΔH° ≈ +178.3 kJ/mol、ΔS° ≈ +160.6 J/(mol·K)，两者同号，由 ΔG = ΔH − TΔS = 0 得转变温度约 1110 K（837 °C），高于此温度石灰石分解才自发。本工具内置约 190 种常见物质在 298.15 K 下的 ΔfH°、ΔfG°、S° 数据（单质、氧化物、酸碱盐、有机物和常见水合离子，取自 NBS/NIST 表和 CRC 手册），输入方程式即可自动配平、按状态符号 (s)(l)(g)(aq) 查表，缺失的物质可以手动填写；结果同时给出由 ΔfG° 求得的 ΔrG° 和由 ΔH − TΔS 求得的值、任意温度下的 ΔG 与平衡常数 K = exp(−ΔG/RT)、自发性四象限判断，以及 ΔG 随温度变化的图像。另有盖斯定律页（多个反应乘以系数相加，可自动求乘数）和平均键焓估算页。
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如何使用反应热与吉布斯自由能
- 1输入化学方程式（可带状态符号和 1/2 这样的分数系数），或点选示例，必要时修改各物质的状态或热力学数据
- 2查看 ΔrH°、ΔrS°、ΔrG°、平衡常数 K、转变温度和自发性判断，输入温度查看该温度下的 ΔG
- 3切换到盖斯定律或键焓估算页，组合已知反应或列出断裂、形成的化学键来求反应热
常见问题
- ΔrG° 为什么有两个略有不同的数值？
- 一个是直接用各物质的标准生成吉布斯自由能 ΔfG° 求和，另一个是用 ΔrG° = ΔrH° − TΔrS° 在 298.15 K 下计算。两者理论上相等，但数据表中的数值各自经过舍入，所以通常相差零点几 kJ/mol，属于正常的数据误差。
- 怎样判断反应在什么温度下自发？
- 看 ΔG = ΔH − TΔS 的符号。ΔH < 0 且 ΔS > 0 时任何温度都自发；ΔH > 0 且 ΔS < 0 时任何温度都不自发；两者同号时存在转变温度 T = ΔH/ΔS：都为负时低于该温度自发，都为正时高于该温度自发。例如 CaCO₃ 分解在约 1110 K 以上才自发。这种估算假设 ΔH、ΔS 不随温度变化。
- 盖斯定律的题目怎么用这个工具做？
- 在盖斯定律页逐条填入已知反应和它们的 ΔH，再在目标反应框写出要求的反应，点“自动求乘数”。工具会解出每个反应要乘的系数（负数表示倒写），列出相加后的净反应并核对是否与目标一致，ΔH 按同样的系数相加。例如由 C 和 CO 的燃烧热可求出 C(s) + ½O₂(g) → CO(g) 的 ΔH = −110.5 kJ/mol。
- 键焓算出来的 ΔH 为什么和查表结果不同？
- 平均键焓是许多不同分子中同类化学键的平均值，并且只适用于气态物质，所以只能估算。例如甲烷燃烧（生成气态水）按键焓估算约 −808 kJ/mol，而用生成焓精确计算是 −802.3 kJ/mol。需要准确结果时应使用标准生成焓。