探究――铵盐与碱反应都吸热吗?

摘要：化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化――吸热和放热，有些反应是吸热反应。针对人民教育出版社高中化学必修2 第二章、第一节化学反应与热量中的实验2-2：NH4Cl 和Ba(OH)2・8H2O反应的实验探究, 经过实验及数据查询与处理发现： 氯化铵与Ba(OH)2・8H2O的反应为吸热反应， 而氯化铵与Ba(OH)2的反应为放热反应，并不能得出铵盐与碱的反应都是吸热反应的结论。

关键词：铵盐；碱；放热反应；吸热反应

文章编号：1005－6629(2008)11－0073－02中图分类号：G633.8文献标识码：B

化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化――吸热和放热，有些反应是吸热反应，有些反应是放热反应。为了感受化学反应中的热量变化，人教版新课程高中化学必修2 第二章、第一节化学反应与热量中(P30)， 引入了实验2-1（活泼金属和酸）、实验2-2（NH4Cl和Ba(OH)2・8H2O）， 实验2-3（酸、碱中和）。其中实验2-2：将约20g Ba(OH)2・8H2O晶体研细后与约10g NH4Cl晶体放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。同学们通过实验操作明显闻到有刺激性气味产生，用手触摸杯壁下壁，感到烧杯下壁温度降低了，同学们就此归纳出了结论：NH4Cl和Ba(OH)2・8H2O反应是一个吸热反应。有同学还进一步总结得出，实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙反应，是在加热的条件下进行的。所以，铵盐和碱的反应应是吸热反应。

铵盐和碱反应都是吸热反应吗？

我们做了如下实验: 将20ml的1mol・L-1的NaOH溶液和20ml 1mol・L-1的NH4Cl溶液在小烧杯内混合，均匀使NaOH溶液和NH4Cl溶液充分反应，然后测定反应前后溶液的温度，结果温度却略有升高。

阅读了高等学校教材《无机化学》中的“热化学”知识，并查阅了兰氏化学手册，对铵盐和碱的反应焓变进行了计算，计算结果如下：

1NH4Cl和第ⅡA族金属元素的氢氧化物反应的焓变（固态反应）。

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

由数据可以看出：

①第二主族金属元素的氢氧化物分别与氯化铵发生固相反应的焓变按

BeMgCaSrBa的顺序，依次减小，由吸热反应向放热反应方向变化。

②氯化铵与铍、镁、钙、锶的氢氧化物反应均为吸热反应，而与氢氧化钡的反应为放热反应。

③氯化铵与Ba(OH)2 的反应为放热反应，而氯化铵与Ba(OH)2・8H2O的反应为吸热反应。

2 NH4Cl和第ⅠA族金属元素的氢氧化物反应的焓变（固态反应）。

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

由数据可以看出：

①第一主族金属元素的氢氧化物分别与氯化铵发生固相反应的焓变按

LiNaKRb 的顺序，依次减小，由吸热反应向放热反应方向变化。

②氯化铵与氢氧化锂反应为吸热反应，而与钠、钾、铷的氢氧化物的反应为放热反应。

3 其它铵盐和Ba(OH)2・8H2O反应的焓变（固态反应）。

(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

由数据可以看出：

(NH4)2SO4和Ba(OH)2・8H2O反应的焓变为正量值， 而NH4Br和Ba(OH)2・8H2O反应的焓变为负量值，所以其他铵盐和Ba(OH)2・8H2O反应的焓变有正有负，有的反应放热，有的反应吸热。

4溶液中铵根离子与氢氧根离子结合的反应焓变。

NH4+ + OH- =NH3・H2O

Hf /kcal・mol-1-31.76-54.97-87.505

H = -0.775kcal・mol-1=-3.25kJ・mol-1

由数据可以看出：在溶液中铵根离子与氢氧根离子结合是释放能量的。

综上所述，氯化铵与Ba(OH)2・ 8H2O的反应为吸热反应，而与Ba(OH)2的反应为放热反应；铵盐与碱的反应，既有吸热反应，又有放热反应；因此在中学化学的教学中，不能简单结论为：铵盐与碱的反应都是吸热反应。

参考文献：

[1]普通高中课程标准实验教科书化学2[M]，人民教育出版社，2007：29-30.

[2]J.A.迪安著，尚久方等译，兰氏化学手册[M]，科学出版社，1991：第九部分.

[3]曹锡章，宋天佑，王杏乔. 无机化学[M]高等教育出版社，1994第二版，2002年印刷：248～260.

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