反应预设
反应式输入
输入各物质的系数和标准生成焓 (kJ/mol)
→ 生成物
图示
理论·主要公式
$$\Delta H_{rxn} = \sum \Delta H_f^{\circ}(\text{生成物}) - \sum \Delta H_f^{\circ}(\text{反应物})$$
输入生成焓计算反应热。实时显示能量级别图表。配备燃烧、生成、中和等典型反应的预设。
输入各物质的系数和标准生成焓 (kJ/mol)
→ 生成物
赫斯定律（总热量不变定律）是指：化学反应的焓变与反应路径无关，仅由始态和终态决定的规律。1840年由俄罗斯化学家G.H.赫斯发现，是能量守恒定律（热力学第一定律）在化学中的应用。
正因为有了这个规律，难以直接测量的反应热（例如：C + ½O₂ → CO）也可以通过组合生成焓间接计算。
在标准状态（25°C、1 atm）下，从最稳定的单质生成某物质1 mol时的反应焓。根据定义，单质（H₂、O₂、C（石墨）等）的ΔHf°为0。
$$\Delta H_{rxn}^{\circ} = \sum_{\text{生成物}} n \cdot \Delta H_f^{\circ} - \sum_{\text{反应物}} n \cdot \Delta H_f^{\circ}$$
例：甲烷燃烧 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l)
ΔH = [(-393.5) + 2×(-285.8)] − [(-74.8) + 2×0] = -965.1 − (-74.8) = -890.3 kJ/mol
基于赫斯定律的本模拟器利用化学反应的焓变与反应路径无关的特性来计算反应热。在物理模型中，任意反应 $\text{反应物} \rightarrow \text{生成物}$ 的标准反应焓 $\Delta H^\circ$ 定义为生成物的标准生成焓总和减去反应物的标准生成焓总和。即 $\Delta H^\circ = \sum \nu_i \Delta H_f^\circ(\text{生成物}) - \sum \nu_j \Delta H_f^\circ(\text{反应物})$，其中 $\nu$ 为化学计量系数。该值为负表示放热反应，为正表示吸热反应。此外，能量级别图表将反应物和生成物的焓绘制在纵轴上，将反应进程绘制在横轴上，可视化忽略活化能的相对能量差。例如在燃烧反应中，生成物的焓低于反应物，显示出大量的放热。预设包含燃烧、生成、中和反应，通过自动输入各物质的标准生成焓，可立即更新反应热和图表。
工业实际应用示例
化学工厂和制药行业在设计新合成工艺时利用本模拟器。例如在氨合成和甲醇制造中预先计算反应焓，根据放热量设计冷却系统和安全措施。汽车行业用于燃料电池车的氢气生成反应（重整反应）的热收支评价，对催化剂开发和反应器设计的优化做出贡献。
教育科研中的应用
大学物理化学实验和高中化学教学中作为理解赫斯定律的交互式教材使用。学生输入生成焓数值，实时观察能量级别图表的变化，直观习得反应热的概念。研究中，当新化合物的热化学数据未测定时，结合推估值和已知数据预测反应热，用于实验计划的事前评估。
与CAE分析的联动及实务定位
本工具用于CFD（热流体分析）和结构分析的前处理阶段。例如在燃烧器设计中，从预设燃烧反应数据获得放热量，作为CAE软件的热源条件输入。与流程模拟器联动，高精度预测反应器内的温度分布和压力变化。在实务中作为"数字孪生"的一部分，减少实验试验次数，缩短开发期限、降低成本。
容易误以为"生成焓的符号直接表示反应的吸热·放热"，但实际上反应的整体焓变（ΔH）由"生成物的生成焓总和"减去"反应物的生成焓总和"决定。仅看单一物质数值判断会导致错误结论，必须严格遵循赫斯定律进行差值计算。
另易误以为"可将25°C标准状态下的生成焓直接用于高温实际操作"，但实际上需要考虑温度变化导致的焓修正（基尔霍夫定律）。特别是燃烧反应和中和反应，温度依赖性不可忽视，使用工具的预设值时需要谨慎。
还容易误解"能量级别图表的高低差表示反应的易进行程度（速率）"，但实际上焓变仅表示热力学平衡和放热量，与反应速率和活化能无关。不要被图表的表观迷惑，应严格作为热收支指标利用。
甲烷燃烧反应 CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)中，使用ΔHf°[CH₄]=-74.8 kJ/mol、ΔHf°[CO₂]=-393.5 kJ/mol、ΔHf°[H₂O(g)]=-241.8 kJ/mol。ΔHreaction = (-393.5 + 2×(-241.8)) - (-74.8 + 0) = -802.3 kJ/mol，为强放热反应。硫酸稀释反应 H₂SO₄(aq) + H₂O(l) → H⁺(aq) + HSO₄⁻(aq) 中 ΔH = -90 kJ/mol 为放热。