如果化学反应后质量和粒子数守恒，那能量来自哪里？

　　化学反应中质量守恒的概念其实是一个过时的概念。也就是说，在中学的学习过程中，为了便于我们的理解，一般会省略一些概念，甚至是一些潜在的、微小的，这就造成了我们在接受新知识时有些迷茫。事实上，质量在化学反应中并不守恒。

　　质量守恒定律已经是一个错误和过时的概念

　　首先要澄清的是，宇宙的基本守恒定律是质能守恒定律，而不是质量守恒定律。这意味着在封闭系统中，反应前的总质量和总能量等于反应后的总质量和能量。根据爱因斯坦著名的方程E=mc^2，质量可以转化为能量，能量也可以转化为质量。现在看起来这不是一个花哨的过程，但实际上它发生在每一个反应中。

　　

　　因此，质量永远不会守恒，因为在每个反应中，都有一小部分转化为能量（或一小部分能量转化为质量）。但是质量+能量总是守恒的。能量不能凭空产生。只能根据E=mc^2破坏适量的质量产生。在质量和能量之间，能量是更基本的属性。事实上，现代物理学家认为质量只是另一种形式的能量。出于这个原因，他们通常不称守恒定律为“质能守恒定律”，而是“能量守恒定律”，暗示该表达式包括质量。

　　

　　在核反应（原子核的变化）中，释放或吸收的能量足够大，质量变化很大，必须考虑在内。相反，与核反应相比，化学反应（仅改变原子中的电子）释放或吸收的能量非常少，因此系统的质量变化通常很小且可以忽略不计。因此，作为一个合理的近似值，化学家经常参考质量守恒并用它来平衡方程式。

　　

　　但严格来说，在化学反应过程中，体系的质量变化无论多小，都不可能为零。如果质量变化为零，则没有能量来源。化学家喜欢说“化学势能”，好像反应中释放的能量来自于势能。但是“化学势”只是我们现在所知道的质量的过时术语。基本上，当化学家说“势能”时，他们指的是“质量”。在原子中，没有使化学反应发生的势能，只有质量。

　　自然界中的四个基本反应

　　

　　在所有反应中，无论是化学反应还是核反应，质量的损失（或增加）都有详细的记录并在实验中得到证实。一般有四种基本反应：

　　化学键断裂，它总是吸收能量并增加质量。

　　化学键的形成总是释放能量并减少质量。

　　化学键的转换实际上是系统激发到不同状态（总是吸收能量和质量增加）和系统“去激发”到不同状态（总是释放能量和质量减少）。

　　粒子产生（总是吸收能量并增加质量）和粒子湮灭（总是释放能量并减少质量）。

　　请注意，当化学反应吸收能量并因此获得质量时，它不会产生电子。额外的质量不是由新粒子的出现引起的。相反，额外的质量存在于整个系统中。

　　

　　根据粒子在系统中的相对位置和状态，除了粒子的单个质量外，系统还会增加或减少质量。这个概念与势能的经典概念非常相似，但我们现在知道能量实际上是以质量的形式储存的。如果你用一个非常灵敏的仪器测量两百万个氢原子和一百万个氧原子的质量，再测量一百万个水分子的质量，你会发现质量不一样，这个体系中的水分子就会以质量的形式储存能量。

　　总结

　　

　　综上所述，化学反应后的质量不守恒，但整个系统的能量守恒。这种能量来自化学键的断裂、原子的重组或重排。这其实和核能是一样的。核反应结束后，核子的数量没有变化，但它们重新组合后，质量还是会减少。那么丢失的质量从何而来？从原子核中的结合能来看，它是由强力提供的。

　　当然，化学反应是来自于电磁力提供的结合能，而失去的质量转化多少能量也是由方程E=mc^2来计算的。