當(dāng)氧同某一元素或化合物化合時(shí),在反應(yīng)中有熱量放出。產(chǎn)生熱量的反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)。鎂、氫、碳、硫、甲烷、二硫化碳以及糖的燃燒都是放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)一旦開始,它往往繼續(xù)進(jìn)行而不須再從外界供給能量。舉例來說,碳在氧氣中會(huì)繼續(xù)燃燒而放出熱量,一直進(jìn)行到碳或氧消耗完了為止。
同時(shí)吸收熱量的反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。這類反應(yīng)要求從外界不斷供給能量以維持反應(yīng)的進(jìn)行。舉例來說,氯酸鉀分解為氯化鉀和氧,只有在繼續(xù)加熱的情況下反應(yīng)才能繼續(xù)進(jìn)行。
單質(zhì)通過高度放熱反應(yīng)而生成的化合物,例如H20和CO2,對熱是穩(wěn)定的,我們說它們是熱穩(wěn)定的。通常把它們分解為它們的組成元素需要很高的溫度。在另一方面,由吸熱反應(yīng)所得到的化合物,例如過氧化氫(H2O2),是熱不穩(wěn)定的,也就是說,它們的內(nèi)能有助于把原子結(jié)合在一起的鍵打破,使得這種分子甚至在室溫下也能分解。
在一種化學(xué)變化中放出或吸收的能量(通常以熱的形式)稱為反應(yīng)熱。由組成元素的單質(zhì)生成化合物時(shí)所涉及的能量變化叫做該化合物的生成熱。在習(xí)慣上,當(dāng)在反應(yīng)過程中放出能量時(shí)則給反應(yīng)熱的值標(biāo)以負(fù)號(hào);反之,當(dāng)在反應(yīng)中吸收能量時(shí),則給反應(yīng)熱的值標(biāo)以正號(hào)。由于從氫和氧形成一摩爾水時(shí)放出68,315卡的熱,故由氫和氧生成水的生成熱是一68,315卡/摩;二氧化碳的生成熱是-94,051卡/摩;和氧化鎂的生成熱是-143,840卡/摩。把一種化合物分解為它的組成單質(zhì)所需要的能量和形成該化合物時(shí)所放出的能量是相等的。這是從能量守恒定律得出的結(jié)果,能量守恒定律是化學(xué)中的一項(xiàng)極為重要的概念。例如分解一摩爾水需要的電能與68,315卡熱量相當(dāng)。