放热反应：过程，类型和例子 - 化学 - 2025

所述放热反应是一种类型的，其中能量的转移发生，主要是在热或光的形式释放化学反应的。例如，任何在其中燃烧的燃烧反应都会发生放热反应。

在日常生活中，通常会看到不同的放热反应是自然发生的还是由不同地方的温度变化引起的。这些温度变化可以借助温度计进行测量。

放热反应放热

从这个意义上讲，放热反应可以将其他类型的能量转移到生成它们的介质中，例如爆炸以及当高温下处于气相状态的物质从暴力方式。

以相同的方式，在使用电池的情况下，也进行放热型反应，仅在这种情况下才输送电能。

与这些反应相反的是吸收能量的吸热反应。

处理

火柴燃烧是放热反应

前面已经提到过，当发生放热反应时，会发生能量释放，可以通过以下等式更容易地看到它：

试剂→产品+能量

因此，为了量化系统吸收或释放的能量，使用了称为焓的热力学参数（表示为“ H”）。如果在系统中（在这种情况下是化学反应）向周围环境释放能量，则焓变（表示为ΔH）将具有负值。

否则，如果此度量的变化为正，则反映了周围环境对热量的吸收。同样，系统焓变的幅度是转移到环境中或从环境中转移出来的能量的表达。

ΔH的值越大，从系统到周围环境的能量释放越大。

发生这种情况的原因是，在这些反应中，创建新键时释放的净能量大于键断裂时使用的净能量。

从上面可以推断出，这类反应是非常普遍的，因为反应产物在键中存储的能量要大于最初在反应物中所包含的能量。

种类

在化学的各个领域中，无论是在实验室中还是在工业中，都有各种各样的放热反应。有些是自发进行的，有些则需要特定的条件或某种物质作为催化剂来生产。

放热反应的最重要类型如下：

燃烧反应

燃烧反应是一种或多种物质与氧气反应时发生的氧化还原类型的反应，通常在产生火焰时导致光和热能（即光和热）的释放。

中和反应

中和反应的特征是酸性物质与碱性物质（碱）之间的相互作用形成盐和水，这表现出放热性质。

氧化反应

这种类型的反应有许多表现出放热行为，因为氧的氧化会释放大量的能量，就像碳氢化合物的氧化一样。

铝热反应

该反应可产生约3000°C的温度，由于铝粉与大量金属氧化物的高亲和力，因此可用于钢铁焊接。

聚合反应

这种类型的反应是由一定数量的称为单体的化学物质发生反应而引发的，这些化学物质在结合后会在链中重复形成称为聚合物的大分子结构。

核裂变反应

该过程指的是认为原子重的原子核分裂-即质量数（A）大于200-产生具有中等质量的较小尺寸的碎片或原子核。

在该反应中，形成一个或多个中子的地方释放了大量能量，因为重量更大的核的稳定性低于其产物。

其他反应

还有其他与之相关的放热反应，例如与硫酸反应时某些碳水化合物的脱水，暴露于露天的氢氧化钠吸收的水的吸收或许多腐蚀反应中金属物质的氧化。

放热反应的例子

以下是放热反应的一些示例，由于放热反应释放能量，因此产生的焓变具有负值：

一支点燃的蜡烛

石蜡和烛芯的燃烧过程会产生放热反应，产生热和光。

点燃磷

点燃火柴时，组成火柴的化学物质与空气中的氧气之间会发生反应。以这种方式，产生放热反应，其同时产生光和热。

呼吸

呼吸过程在气体交换期间在细胞内产生放热反应。这样，葡萄糖与氧气一起转化为二氧化碳和热量。

燃烧的柴火

燃烧的木材会产生放热反应，该反应的最终产物表现为热量和温度。

丙烷燃烧

例如，丙烷的燃烧是自发的放热反应：

C ₃ H ₈（克）+ 5O ₂（克）→3CO ₂（克）+ 4H ₂ O（l）

碳酸钠-盐酸中和反应

碳酸钠与盐酸之间的中和反应显示出放热行为的另一种情况：

NaHCO ₃（水溶液）+ HCl（水溶液）→NaCl（水溶液）+ H ₂ O（l）+ CO ₂（g）

乙醇氧化成乙酸

还介绍了在呼吸分析仪中使用的乙醇氧化为乙酸的过程，其完整反应如以下方程式所示：

3CH ₃ CH ₂ OH + 2K ₂ Cr ₂ O ₇ + 8H ₂ SO ₄ →CH ₃ COOH + 2Cr（SO ₄）₃ + 2K ₂ SO ₄ + 11H ₂ O

铝热反应

另一类放热反应是所谓的铝热反应，其中铝与金属氧化物结合，如下所示：

₂铝（s）+铁₂ O ₃（s）→铝₂ O ₃（s）+铁（l）

刨花+醋

这种混合物是缓慢燃烧的一种形式，在这种形式下，由于醋的作用，钢材会经历氧化过程。

“狗叫”

这个反应之所以被冠以这个名字，是因为它发出的声音类似于狗的吠叫声。

该反应在实验室管内进行，在实验室管中将一氧化二氮和一氧化氮与硫酸氢碳混合。

玻璃瓶+酒精

与上述实验所产生的反应相似，是用酒精摩擦玻璃瓶以产生火焰。

洗衣粉+水

当衣物洗涤剂肥皂溶解时，可以看到放热反应。这是家庭中放热反应最容易观察到的例子之一。

大象牙膏

这是通常用于解释放热反应动力学的实验。它由过氧化氢在某些肥皂介质中的溶解组成，因此可以产生大量泡沫。

将催化剂（碘化钾）添加到该混合物中，这有助于过氧化物的快速分解。

硫酸+糖

糖的脱水过程会产生明显的放热反应。当您将硫酸和糖混合在一起时，硫酸会脱水并出现一团黑烟，使环境闻起来像骨头烧焦。

钠+水

钠或任何碱性介质会与水强烈反应。当向水中添加任何碱金属（锂，钠，钾，rub或铯）时，它必须发生反应。

如果元素周期表中元素的数量更多，则反应将更强。

醋酸钠

乙酸钠被称为热冰。该材料从冷冻溶液的结晶开始，而不是释放冷而释放热量。

由于其外观，它被称为“冰”，但实际上结晶的乙酸钠是用于制造暖手器的最常见材料之一。

苏打+醋

该混合物产生放热反应，生成大量泡沫，因此通常用于类似于火山的爆炸。

瓶子里的精灵

在该实验中，将过氧化氢（过氧化氢）与高锰酸钾混合。这样，高锰酸盐会分解过氧化氢，导致释放大量的烟雾和热量。

爆炸性软糖熊

橡皮糖富含蔗糖（糖），蔗糖是一种物质，在高温下与氯酸钾混合后会引起橡皮熊的剧烈爆炸和移动。

管中的闪电

当腐蚀性酸与酒精或丙酮混合时会发生此反应。

以此方式，可以看到剧烈的化学反应，导致在管内产生类似于闪电的光。

冷冻水

在此过程中，水以热的形式释放能量，因此，当水块冻结时，会发生放热反应。

金属腐蚀

纯金属，即当它们与空气接触时处于自然状态，会产生氧化反应并产生热量，因此，该过程被认为是放热的。

气体燃烧过程

任何气体（例如甲烷或天然气）的燃烧过程都会产生放热反应，这种反应会在热的产生中表现出来，在某些情况下，当以受控方式进行燃烧时，也会产生光。

其他

除了前面说明的示例外，还有各种各样的反应也被认为是放热的，例如分解堆肥中的某些有机物质。

它还强调了萤光素酶在萤光素酶作用下的氧化作用，从而产生萤火虫的特征性生物发光，甚至产生呼吸作用，以及许多其他反应。

参考文献

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