放热反应
fàng rè fǎn yìng
放热反应向周围环境释放能量，通常以热或光的形式释放；燃料燃烧和铁生锈都是放热反应。
Definition
放热反应会向周围环境释放能量，通常以热的形式释放，因此附近的温度会上升，生成物所储存的化学能最终比反应物少。这种能量变化用负的焓变表示，即 $\Delta H < 0$；燃烧、大多数氧化反应、中和反应以及许多化合反应都属于这一类。在反应能量图上，生成物的位置低于反应物；逆反应的活化能等于正反应的活化能加上 $|\Delta H|$。放热有利于反应的自发性，这可以从 $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ 中看出，不过熵大幅减小的反应即使是放热的，在高温下也可能变得不自发。
Example
篝火是放热反应，木材燃烧时释放出热和光；暖手宝之所以会发热，是因为其中的铁正在与氧气反应。甲烷燃烧每摩尔释放 $890\text{ kJ}$ 的能量：$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + 890\text{ kJ}$；盐酸与氢氧化钠混合时，中和反应会使溶液变热。铝热反应 $Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow 2Fe + Al_2O_3$，每摩尔 $Fe_2O_3$ 释放 $852\text{ kJ}$ 的能量，足以熔化反应生成的铁（熔点高于 $1538^\circ\text{C}$），这也是它被用于现场焊接铁轨的原因。
Key Insight
"exo"（外）这个词根的意思是向外，就像exit（出口）一样，所以放热反应会把热量释放到外面，但这并不意味着它会自己启动：火柴不会自己点燃，因为最初的一点火花要先让分子越过能量的山坡，随后反应本身释放的热量才能维持反应继续进行下去。根据勒夏特列原理，升高一个放热平衡反应的温度，反而会使平衡向反应物一侧移动，这正是哈伯法面临的两难：由于该反应是放热的，低温有利于生成氨，但低温也会使反应速率过慢，于是折中方案是在约 $450^\circ\text{C}$ 并配合催化剂来进行。