當氧同某一元素或化合物化合時,在反應中有熱量放出。產(chǎn)生熱量的反應叫做放熱反應。鎂、氫、碳、硫、甲烷、二硫化碳以及糖的燃燒都是放熱反應。放熱反應一旦開始,它往往繼續(xù)進行而不須再從外界供給能量。舉例來說,碳在氧氣中會繼續(xù)燃燒而放出熱量,一直進行到碳或氧消耗完了為止。
同時吸收熱量的反應叫做吸熱反應。這類反應要求從外界不斷供給能量以維持反應的進行。舉例來說,氯酸鉀分解為氯化鉀和氧,只有在繼續(xù)加熱的情況下反應才能繼續(xù)進行。
單質通過高度放熱反應而生成的化合物,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。
在一種化學變化中放出或吸收的能量(通常以熱的形式)稱為反應熱。由組成元素的單質生成化合物時所涉及的能量變化叫做該化合物的生成熱。在習慣上,當在反應過程中放出能量時則給反應熱的值標以負號;反之,當在反應中吸收能量時,則給反應熱的值標以正號。由于從氫和氧形成一摩爾水時放出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所需要的能量和形成該化合物時所放出的能量是相等的。這是從能量守恒定律得出的結果,能量守恒定律是化學中的一項極為重要的概念。例如分解一摩爾水需要的電能與68,315卡熱量相當。