普通化学 · 能量变化
咖啡杯量热计:从温度变化算中和反应热
把稀盐酸与氢氧化钠放进近似隔热的泡沫杯。温度上升的是溶液,不是“反应”本身;先算溶液吸收的热量,再用能量守恒倒推出反应的热量。
设置这一次混合
教学给定温度
每次修改都会重新计算。
模型计算结果
ΔT = +6.8 ℃
溶液吸收/放出的热 q溶液+2842.4 J
反应的热 q反应−2842.4 J
HCl 的物质的量0.0500 mol
NaOH 的物质的量0.0500 mol
限量试剂HCl 与 NaOH 恰好反应
摩尔反应焓 ΔrH−56.85 kJ/mol
读数怎么解释? 溶液升温,所以 q溶液 为正;反应把能量交给溶液,所以 q反应 为负——这是放热反应。
别急着把温升当成“反应热”
温度计记录的是混合后溶液的温度变化。先按 q溶液 = mcΔT 算出溶液得到多少热,再用近似能量守恒:q反应 = −q溶液。
q溶液 = 100.0 g × 4.18 J/(g·℃) × (+6.8 ℃) = +2842.4 J
ΔrH = −2842.4 J ÷ 0.0500 mol = −56.85 kJ/mol
图中颜色只用于区分试剂,非真实颜色。显示的额外位数用于核算;默认温差 6.8 ℃ 按两位有效数字报告约 −57 kJ/mol。中和反应:HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)。按 1 : 1 计量,较少的 HCl 或 NaOH 决定实际反应的物质的量。