探究——銨鹽與堿反應都吸熱嗎？

摘要：化學反應中的能量變化，通常主要表現為熱量的變化——吸熱和放熱，有些反應是吸熱反應。針對人民教育出版社高中化學必修2 第二章、第一節化學反應與熱量中的實驗2-2：NH4Cl 和Ba(OH)2·8H2O反應的實驗探究， 經過實驗及數據查詢與處理發現： 氯化銨與Ba(OH)2·8H2O的反應為吸熱反應， 而氯化銨與Ba(OH)2的反應為放熱反應，并不能得出銨鹽與堿的反應都是吸熱反應的結論。

關鍵詞：銨鹽；堿；放熱反應；吸熱反應

文章編號：1005－6629(2008)11－0073－02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：B

化學反應中的能量變化，通常主要表現為熱量的變化——吸熱和放熱，有些反應是吸熱反應，有些反應是放熱反應。為了感受化學反應中的熱量變化，人教版新課程高中化學必修2 第二章、第一節化學反應與熱量中(P30)， 引入了實驗2-1（活潑金屬和酸）、實驗2-2（NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O）， 實驗2-3（酸、堿中和）。其中實驗2-2：將約20g Ba(OH)2·8H2O晶體研細后與約10g NH4Cl晶體放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速攪拌，聞氣味，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯，觀察現象。同學們通過實驗操作明顯聞到有刺激性氣味產生，用手觸摸杯壁下壁，感到燒杯下壁溫度降低了，同學們就此歸納出了結論：NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反應是一個吸熱反應。有同學還進一步總結得出，實驗室制取氨氣用氯化銨和氫氧化鈣反應，是在加熱的條件下進行的。所以，銨鹽和堿的反應應是吸熱反應。

銨鹽和堿反應都是吸熱反應嗎？

我們做了如下實驗: 將20ml的1mol·L-1的NaOH溶液和20ml 1mol·L-1的NH4Cl溶液在小燒杯內混合，均勻使NaOH溶液和NH4Cl溶液充分反應，然后測定反應前后溶液的溫度，結果溫度卻略有升高。

閱讀了高等學校教材《無機化學》中的“熱化學”知識，并查閱了蘭氏化學手冊，對銨鹽和堿的反應焓變進行了計算，計算結果如下：

1NH4Cl和第ⅡA族金屬元素的氫氧化物反應的焓變（固態反應）。

2NH4Cl + Be(OH)2 = BeCl2+ 2NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1-71.62 -216.5-118.6 -86.64

△H = 67.86kcal·mol-1=-283.92kJ·mol-1

2NH4Cl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2NH3·H2O

△Hf/kcal·mol-1 -71.62 -221.0-153.35 -86.64

△H = 37.61kcal·mol-1=157.36kJ·mol-1

2NH4Cl+ Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3·H2O

△Hf/kcal·mol-1 -71.62 -235.7-190.2 -86.64

△H = 15.46kcal·mol-1=64.68kJ·mol-1

2NH4Cl + Sr(OH)2 = SrCl2 + 2NH3·H2O

△Hf/kcal·mol-1-71.62 -231.8-198.10 -86.64

△H= 3.66kcal·mol-1=15.32kJ·mol-1

2NH4Cl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2NH3·H2O

△Hf/kcal·mol-1-71.62 -225.1-208.4 -86.64

△H = -33.36kcal·mol-1=-139.57kJ·mol-1

2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O= BaCl2+2NH3·H2O+8H2O

△Hf/kcal·mol-1-71.62-798.8-208.4-86.64-68.315

△H= 13.84kcal·mol-1=57.91kJ·mol-1

由數據可以看出：

①第二主族金屬元素的氫氧化物分別與氯化銨發生固相反應的焓變按

Be→Mg→Ca→Sr→Ba的順序，依次減小，由吸熱反應向放熱反應方向變化。

②氯化銨與鈹、鎂、鈣、鍶的氫氧化物反應均為吸熱反應，而與氫氧化鋇的反應為放熱反應。

③氯化銨與Ba(OH)2 的反應為放熱反應，而氯化銨與Ba(OH)2·8H2O的反應為吸熱反應。

2 NH4Cl和第ⅠA族金屬元素的氫氧化物反應的焓變（固態反應）。

NH4Cl + LiOH = LiCl + NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1-71.62-114.51-97.66-86.64

△H = 1.83kcal·mol-1=7.66kJ·mol-1

NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1-71.62 -101.72-88.26-86.64

△H = -1.56kcal·mol-1=-6.53kJ·mol-1

NH4Cl + KOH = KCl + NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1 -71.62-101.52-104.38-86.64

△H = -17.88kcal·mol-1=-74.81kJ·mol-1

NH4Cl + RbOH = RbCl + NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1 -71.62 -98.95 -104.05-86.64

△H = -20.12kcal·mol-1=-84.14kJ·mol-1

由數據可以看出：

①第一主族金屬元素的氫氧化物分別與氯化銨發生固相反應的焓變按

Li→Na→K→Rb 的順序，依次減小，由吸熱反應向放熱反應方向變化。

②氯化銨與氫氧化鋰反應為吸熱反應，而與鈉、鉀、銣的氫氧化物的反應為放熱反應。

3 其它銨鹽和Ba(OH)2·8H2O反應的焓變（固態反應）。

(NH4)2SO4+Ba(OH)2·8H2O=BaSO4+2NH3·H2O+8H2O

△Hf /kcal·mol-1-282.23 -798.8-352.1-86.64 -68.315

△H= 9.13kcal·mol-1=38.20kJ·mol-1

2NH4Br+Ba(OH)2·8H2O=BaBr2+2NH3·H2O+8H2O

△Hf /kcal·mol-1-64.73 -798.8-181.1 -86.64 -68.315

△H=-37.37kcal·mol-1=-114.48kJ·mol-1

由數據可以看出：

(NH4)2SO4和Ba(OH)2·8H2O反應的焓變為正量值， 而NH4Br和Ba(OH)2·8H2O反應的焓變為負量值，所以其他銨鹽和Ba(OH)2·8H2O反應的焓變有正有負，有的反應放熱，有的反應吸熱。

4溶液中銨根離子與氫氧根離子結合的反應焓變。

NH4+ + OH- =NH3·H2O

△Hf /kcal·mol-1-31.76-54.97-87.505

△H = -0.775kcal·mol-1=-3.25kJ·mol-1

由數據可以看出：在溶液中銨根離子與氫氧根離子結合是釋放能量的。

綜上所述，氯化銨與Ba(OH)2· 8H2O的反應為吸熱反應，而與Ba(OH)2的反應為放熱反應；銨鹽與堿的反應，既有吸熱反應，又有放熱反應；因此在中學化學的教學中，不能簡單結論為：銨鹽與堿的反應都是吸熱反應。

參考文獻：

[1]普通高中課程標準實驗教科書化學2[M]，人民教育出版社，2007：29-30.

[2]J.A.迪安著，尚久方等譯，蘭氏化學手冊[M]，科學出版社，1991：第九部分.

[3]曹錫章，宋天佑，王杏喬. 無機化學[M]高等教育出版社，1994第二版，2002年印刷：248～260.

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