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2019-2020年蘇教版化學(xué)選修4《化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)》(第1課時)word學(xué)案
第1課時 化學(xué)反應(yīng)的焓變
[學(xué)習目標] 1.了解反應(yīng)熱和焓變的含義,知道吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念。2.理解化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因。3.知道熱化學(xué)方程式的概念,能通過比較的方法理解熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的區(qū)別。4.能正確書寫熱化學(xué)方程式并利用其進行簡單計算。
[重點難點] 1.熱化學(xué)方程式的書寫及簡單計算。2.反應(yīng)過程中能量變化的原因。
1.反應(yīng)熱
(1)定義:化學(xué)上規(guī)定,當化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的溫度相同時,反應(yīng)所吸收或釋放的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。
(2)濃H2SO4稀釋時放出的熱是否為反應(yīng)熱?
答案 只有在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量才通常叫做反應(yīng)熱;而物理變化中的能量變化不是反應(yīng)熱,如NH4NO3溶于水的吸熱、濃H2SO4的稀釋放熱等過程中所涉及的熱量都不是反應(yīng)熱。
2.焓變
在恒溫和恒壓的條件下,化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變。符號用ΔH表示,單位一般用 kJmol-1。
3.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
(1)生成物釋放的總能量與反應(yīng)物吸收的總能量的相對大小決定化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。
①當ΔH<0時,為放熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量降低。
②當ΔH>0時,為吸熱反應(yīng),反應(yīng)體系能量升高。
(2)下列反應(yīng)中,屬于吸熱反應(yīng)的是③⑤,屬于放熱反應(yīng)的是①②④。
①燃燒反應(yīng)?、阡X熱反應(yīng)?、勐然@與消石灰的反應(yīng)?、芙饘倥c酸反應(yīng)?、軨+H2O(g)CO+H2
4.熱化學(xué)方程式
(1)概念及表示意義
能表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。
H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.5 kJmol-1,表示在25℃、101kPa,1 mol H2與 mol O2完全反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時放出的熱量是285.8 kJ。
(2)書寫
熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,不表示分子數(shù),因此,它可以是整數(shù),也可以是小數(shù)或分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng),當化學(xué)計量數(shù)不同時,其ΔH不同。即使化學(xué)計量數(shù)相同,當反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)不同時,ΔH也不同。
(3)寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ熱量:______________。
(2)1 mol C(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ熱量:______________。
(3)1.7 g NH3(g)發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物,放出22.67 kJ的熱量:____________。
答案 (1)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJmol-1
(2)C(石墨,s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJmol-1
(3)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906.8 kJmol-1
或NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJmol-1
解析 (1)C2H5OH燃燒的化學(xué)方程式為C2H5OH+3O22CO2+3H2O,那么,相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJmol-1。
(2)1 mol C(石墨)完全反應(yīng)吸收131.3 kJ熱量,則相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(石墨,s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJmol-1。
(3)1.7 g NH3的物質(zhì)的量為0.1 mol,則4 mol NH3發(fā)生反應(yīng)放出的熱量為22.67 kJ40=906.8 kJ,1 mol NH3完全反應(yīng)放出的熱量為226.7 kJ。那么相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906.8 kJmol-1或NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJmol-1。
一、化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因
1.物質(zhì)的總能量與反應(yīng)熱的關(guān)系
類型
比較
放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
關(guān)系
反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量
反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
圖示
實例
H2(g)+Cl2(g)=== 2HCl(g) ΔH=-183 kJmol-1
C(s)+H2O(g)===
CO(g)+H2(g)
ΔH=131.3 kJmol-1
2.化學(xué)鍵與反應(yīng)熱的關(guān)系
化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因(如圖)。
吸收能量E1
反應(yīng)物生成物
放出能量E2
①E1>E2 反應(yīng)吸收能量 ΔH>0
②E1
生成物的化學(xué)鍵形成時放出的能量總和,反應(yīng)吸熱。
②反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量總和<生成物的化學(xué)鍵形成時放出的能量總和,反應(yīng)放熱。
【典例導(dǎo)悟1】 下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化
B.當反應(yīng)放熱時,ΔH>0,反應(yīng)吸熱時,ΔH<0
C.在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)
D.一個化學(xué)反應(yīng)中,當反應(yīng)物能量大于生成物能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-”
解析 焓變是生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差,它與反應(yīng)物的量有關(guān),而與反應(yīng)條件(如是否加熱)沒有直接關(guān)系,所以A、C兩項不正確;ΔH>0時,物質(zhì)的總能量增加,反應(yīng)吸熱;ΔH<0時,物質(zhì)的總能量減少,反應(yīng)放熱,B項錯誤;在反應(yīng)中若物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)就放熱,反之就吸熱,因此D項正確。
答案 D
二、熱化學(xué)方程式
1.熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別
普通化學(xué)方程式
熱化學(xué)方程式
化學(xué)計量數(shù)
整數(shù),既表示微粒個數(shù)又表示微粒的物質(zhì)的量
可以是整數(shù)也可以是分數(shù),只表示微粒的物質(zhì)的量
物質(zhì)狀態(tài)
不要求注明
必須在物質(zhì)或微粒之后注明
ΔH符號及
單位
無
必須注明
意義
表明了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化
不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化,而且表明了化學(xué)反應(yīng)中能量的變化
2.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是②⑤;錯誤的是①③④,錯誤的原因是①中未注明物質(zhì)狀態(tài),③中單位不對,應(yīng)為kJmol-1,④中應(yīng)標上“-”,即ΔH=-393.5_kJmol-1。
ΔH=-196.6 kJmol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJmol-1
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=393.5 kJmol-1
⑤H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=285.8 kJmol-1
總結(jié) 與普通化學(xué)方程式相比,書寫熱化學(xué)方程式時除遵循書寫化學(xué)方程式的要求外,還應(yīng)注意以下五點:
(1)注意標明物質(zhì)的聚集狀態(tài)
方程式中每種物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)(g、l、s),不用標“↑”或“↓”,水溶液用aq表示。
(2)注意注明必要的反應(yīng)條件
焓變與溫度和壓強等測定條件有關(guān),所以書寫時必須在ΔH后指明反應(yīng)的溫度和壓強(298 K、101 kPa時,可不注明)。
(3)注意明確系數(shù)的含義
系數(shù)只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,不表示分子個數(shù)或原子個數(shù),因此熱化學(xué)方程式中系數(shù)也可以是分數(shù)。
(4)注意ΔH的單位及符號
ΔH的單位是Jmol-1或kJmol-1,ΔH只能寫在化學(xué)方程式的右邊,表示正向反應(yīng)的焓變。ΔH<0表示為放熱反應(yīng);ΔH>0,則表示為吸熱反應(yīng)。
(5)注意同一反應(yīng)中系數(shù)與ΔH數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系
化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍,則ΔH的數(shù)值也加倍;若反應(yīng)逆向進行,則ΔH改變符號,但絕對值不變。
【典例導(dǎo)悟2】298 K、101 kPa時,強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為-57.3 kJmol-1,辛烷的燃燒熱為-5 518 kJmol-1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是( )
A.2H+(aq)+SO(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)
ΔH=-57.3 kJmol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1
C.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5 518 kJmol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5 518 kJmol-1
解析 H2SO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng),不僅生成了H2O還有BaSO4生成,因此A項放出的熱量比57.3 kJ2還多,A項錯誤;辛烷的燃燒熱是指1 mol辛烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時放出的熱量是5 518 kJ,C、D項均錯誤。
答案 B
1.下列說法正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,都表現(xiàn)為熱量的變化
B.需要加熱才能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),一定是吸熱反應(yīng)
C.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生
D.反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的大小
答案 D
解析 放熱和吸熱是化學(xué)反應(yīng)中能量表現(xiàn)的主要形式,它取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小,但吸熱和放熱不是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的惟一形式。反應(yīng)開始需要加熱,該反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生,但特定情況下也可能都不發(fā)生。
2.下列反應(yīng)中既是氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是( )
A.鋁與稀鹽酸反應(yīng)
B.灼熱的炭與二氧化碳反應(yīng)
C.甲烷在空氣中燃燒
D.Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)
答案 B
解析 A為放熱反應(yīng);B為吸熱反應(yīng)且發(fā)生氧化還原反應(yīng);C為放熱反應(yīng);D為吸熱反應(yīng)但不是氧化還原反應(yīng)。
3.沼氣是一種能源,它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時,放出445 kJ熱量,則下列熱化學(xué)方程式中正確的是( )
A.2CH4(g)+4O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=890 kJmol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890 kJmol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJmol-1
D.CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890 kJmol-1
答案 C
解析 0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時,放出445 kJ熱量,即1 mol CH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時,放出890 kJ熱量。根據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的規(guī)定,要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),標出反應(yīng)的熱效應(yīng),只有C項正確。
4.下列說法或表示方法正確的是( )
A.等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量多
B.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJmol-1,若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ
C.由C(石墨)===C(金剛石) ΔH=1.90 kJmol-1可知,金剛石比石墨穩(wěn)定
D.在101 kPa時,2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJmol-1
答案 B
解析 由于硫固體變成硫蒸氣需要吸熱,故等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量少,A錯;濃硫酸稀釋時放熱,B正確;由C(石墨)===C(金剛石) ΔH=1.90 kJmol-1,由吸熱反應(yīng)可知,金剛石能量比石墨高,所以,石墨比金剛石穩(wěn)定,C錯;根據(jù)燃燒熱定義可知D錯。
5.已知299 K時,合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92.0 kJmol-1,將此溫度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應(yīng)。測得反應(yīng)放出的熱量為(假定測量過程中沒有能量損失)( )
A.一定小于92.0 kJ B.一定大于92.0 kJ
C.一定等于92.0 kJ D.無法確定
答案 A
解析 反應(yīng)熱是指反應(yīng)完全進行時放出或吸收的熱量。1 mol N2和3 mol H2放在密閉容器中,在催化劑存在時進行的反應(yīng)為可逆反應(yīng),是不能進行到底的,因此反應(yīng)放出的熱量一定小于92.0 kJ。
6.關(guān)于熱化學(xué)方程式:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJmol-1的敘述正確的是( )
A.一分子H2和Cl2反應(yīng),放出熱量184.6 kJ
B.1 mol H2和Cl2完全反應(yīng)生成2 mol HCl放出的熱量為184.6 kJ
C.在298 K、101 kPa時,1 mol氣態(tài)H2和1 mol氣態(tài)Cl2完全反應(yīng)生成2 mol HCl氣體,放出的熱量為184.6 kJ
D.在298 K、101 kPa時,1 mol氣態(tài)H2和1 mol氣態(tài)Cl2完全反應(yīng)生成2 mol HCl氣體,吸收的熱量為184.6 kJ
答案 C
解析
7.由右圖分析,有關(guān)敘述正確的是( )
A.A―→B+C和B+C―→A兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不等
B.A―→B+C是放熱反應(yīng)
C.A具有的能量高于B和C具有的能量總和
D.A―→B+C是吸熱反應(yīng),則B+C―→A必然是放熱反應(yīng)
答案 D
解析 本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,由圖可知,B+C的能量高于A的能量,則反應(yīng)B+C―→A一定是放熱反應(yīng);反之,A―→B+C則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律,兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在數(shù)值上相等,符號相反。
8.已知在相同狀況下,要使同一化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學(xué)鍵放出的能量。下列說法正確的是( )
A.電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣,該反應(yīng)是一個放出熱量的反應(yīng)
B.水分解產(chǎn)生氫氣和氧氣時放出熱量
C.相同狀況下,反應(yīng)2SO2+O2===2SO3是一個放熱反應(yīng),則反應(yīng)2SO3===2SO2+O2是一個吸熱反應(yīng)
D.氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出熱量
答案 C
解析 由題意可以推測,如果一個反應(yīng)過程放出熱量,那么使該反應(yīng)向反方向進行則需要吸收熱量,所以C正確;另外氫氣和氧氣反應(yīng)、氫氣和氯氣反應(yīng)、鋁和氧氣反應(yīng)都是放出熱量的反應(yīng),與它們相 反的反應(yīng):水、Al2O3和氯化氫的分解都應(yīng)該是吸收熱量的反應(yīng),A、B、D錯誤。
9.“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程,這里的氣是指天然氣,其主要成分是甲烷。
工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣,水煤氣的主要成分是CO和H2,兩者的體積比約為1∶1。
已知1 mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283 kJ熱量;1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量;1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出 890 kJ 熱量。
(1) 寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:_____________________________
________________________________________________________________________;
若1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出的熱量__________890 kJ(填“>”、“=”或“<”)。
(2)忽略水煤氣中其他成分,相同狀況下若得到相等的熱量,所需水煤氣與甲烷的體積比約為________;燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為________。
答案 (1)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJmol-1 <
(2)3∶1 3∶2
解析 (1)1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出286 kJ熱量,根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫要求,則2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572 kJmol-1。
因氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放熱,故1 mol CH4完全燃燒生成CO2和水蒸氣,放出的熱量小于890 kJ。
(2)設(shè)放出的熱量為890 kJ,所需CH4的體積為Vm,則所需水煤氣的體積為:2Vm≈3Vm 故==。
由CO~CO2 CH4~CO2知3體積水煤氣得1.5體積CO2,1體積甲烷得1體積CO2,故燃燒生成的CO2質(zhì)量比為=。
10.(1)高中教材中有這樣一個實驗:在兩支試管中分別加入3 mL 稀鹽酸(均足量)(只有濃度小于1 molL-1的稀鹽酸跟Na2CO3和NaHCO3反應(yīng)才能根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度區(qū)分開來,濃度較高則反應(yīng)現(xiàn)象都是同樣的劇烈),將兩個各裝有0.3 g NaHCO3和Na2CO3粉末的小氣球分別套在兩支試管口上。將氣球內(nèi)的NaHCO3或Na2CO3同時倒入試管中,觀察到現(xiàn)象如下:
①試管中(填產(chǎn)生沉淀或氣體及反應(yīng)速率等相關(guān)現(xiàn)象) ____________________________
________________________________________________________________________;
②試管中氣球大小(包含試管)體積之比約為(填最簡單整數(shù)比)Ⅰ∶Ⅱ=________;
③甲同學(xué)用手觸摸試管,發(fā)現(xiàn)盛NaHCO3粉末的試管變冷,而盛Na2CO3粉末的試管溫度升高。由此他得出:不管其狀態(tài)如何,NaHCO3和鹽酸反應(yīng)為吸熱反應(yīng),而Na2CO3和鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
甲得出的結(jié)論是否正確________(填“正確”或“不正確”)。
(2) 為研究是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),繼續(xù)進行了下列實驗(每次實驗各做3次平行實驗,取平均值):(注:每組固體全溶解且完全反應(yīng))
序號
試劑1
試劑2
混合前溫度
混合后最高或最低溫度
A
50 mL水
2.5 g NaHCO3固體
20℃
18.5℃
B
50 mL水
3.2 g Na2CO3固體
20℃
23.3℃
C
50 mL稀鹽酸
2.5 g NaHCO3固體
20℃
17.4℃
D
50 mL稀鹽酸
3.2 g Na2CO3固體
20℃
24.4℃
請你幫助填寫相關(guān)內(nèi)容:
① 該研究報告的題目是_____________________________________________________
________________________________________________________________________;
②該實驗中所用的儀器除試管、藥匙(或V形紙槽)、氣球、下端帶環(huán)狀玻璃棒、燒杯、量筒、保溫瓶外,還需要的儀器名稱為______________和________________;
③通過上述實驗可得出兩條結(jié)論:
a.Na2CO3溶液和鹽酸的反應(yīng)是______(吸熱或放熱)反應(yīng);
b.NaHCO3溶液和鹽酸的反應(yīng)是______(吸熱或放熱)反應(yīng)。
答案 (1)①兩支試管中都產(chǎn)生大量氣泡,但盛NaHCO3的試管中反應(yīng)速率要快得多
②42∶53
③不正確
(2)①《NaHCO3、Na2CO3和鹽酸反應(yīng)過程中熱效應(yīng)的研究》
②托盤天平 溫度計
③a.放熱 b.吸熱
解析 (1)①Na2CO3、NaHCO3與酸反應(yīng)在同一條件下速率不同,NaHCO3反應(yīng)速率更快。②等質(zhì)量時NaHCO3放出CO2更多。③甲的操作方法不正確,NaHCO3反應(yīng)激烈,產(chǎn)生CO2速率快,帶出熱量快,僅根據(jù)手感來確定是不科學(xué)的。另外,結(jié)論也不正確,反應(yīng)熱與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。
(2)①研究報告的題目是根據(jù)探究的目的來定的,因此要分析整個實驗,弄清實驗?zāi)康?,然后才能確定探究的課題。
②是由實驗原理、設(shè)計出的實驗方案或裝置確定所用的儀器。Na2CO3、NaHCO3固體與鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)由固體溶解和形成的溶液與鹽酸反應(yīng)的熱效應(yīng)兩個部分組成。
NaHCO3(s)===Na+(aq)+HCO(aq) ΔH1>0
HCO(aq)+H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH2>0
NaHCO3(s)+H+(aq)===Na+(aq)+H2O(l)+CO2(g) ΔH3>0
NaHCO3溶解是吸熱過程,HCO(aq)和H+(aq)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),NaHCO3(s)和鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱近似等于ΔH1和ΔH2之和(因為還需加上NaHCO3的飽和溶液稀釋成無限稀溶液所吸收的熱量),降溫更明顯;
Na2CO3(s)===2Na+(aq)+CO(aq) ΔH4<0
CO(aq)+2H+(aq)===H2O(l)+CO2(g) ΔH5<0
Na2CO3(s)+2H+(aq)===2Na+(aq)+H2O(l)+CO2(g) ΔH6<0
Na2CO3的溶解是放熱過程,CO(aq)和H+(aq)的反應(yīng)是放熱反應(yīng),Na2CO3(s)和鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱近似等于ΔH4和ΔH5之和(因為還需加上Na2CO3的飽和溶液稀釋成無限稀溶液所吸收的熱量),升溫更明顯。
由于NaHCO3固體溶解過程吸收的熱量(ΔH1)小于NaHCO3固體與鹽酸反應(yīng)吸收的熱量(ΔH3),即ΔH1<ΔH3,而(近似于)ΔH3=ΔH1+ΔH2,即所得到ΔH2>0,所以說明鹽酸與NaHCO3溶液反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。同理Na2CO3溶液和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
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