化学能

在大多数化学反应中，既可以吸收热量，也可以放出热量。据能量守恒定律，热能的增加或减少必伴随有其他形式能量的相应减少或增加，后者就是反应中化合物的化学能。化学能是原子、分子在化学反应中相互作用、结合和分离而放出的能，它经过反应而转变为热能、光能、电能等。在化学变化过程中原子核并不起变化。化学能的释放是由于原子核外部电子的位置和运动的变化而产生的，它比原子核内可以释放的能量要小很多。
起反应的化合物中原子经重新排列后产生新的化合物，同时引起化学能变化，化学能变化与伴随反应而产生的热能变化在数值上相等而符号相反。
世界上大多数可以利用的动力来自煤或石油烃类的燃烧。通常把1克燃料燃烧时以热能形式释放出来的化学能称为燃料的热值。
根据系统的压力或容积是否保持不变，同一个化学反应释放的热量并不相同，等压反应热等于等压下负的化学能改变量，也叫焓差； 等容反应热等于等容下负的化学能改变量，也称内能差。
要想测定化合物化学能的绝对值是不可能的，只能测定化学能的变化量，因此需要选取某个任意假定值作为计算的起始点。一种假定是取自由原子的化学能为零，并相对该基准来测定所有元素和化合物的化学能。这样假定，所有的化学能将全是负值，当原子形成元素和化合物时都有热量放出。因为可以认为化学能是位能的一种形式，有趣的是形成化学键时总伴随有减少位能的现象。当原子间形成化学键时，例如由两个氯原子形成一个氯分子，电子在两个原子间共价，从而降低了共价电子的位能。这种位能的降低接着又使分子位能相对自由原子有所降低。
虽然将自由原子的化学能取为零是一种更为基本的假定，但是，实际上任意取一个起始点，同时假定这些元素的化学能为零，却要方便得多。为了精确起见，通常选取25℃和一个标准大气压 (101.325千帕) 为元素的标准状态。这样就碳而论，如果认为在25℃和一个标准大气压下石墨的化学能为零，那么金刚石就有了确定的焓值。