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化学 · 课程

区分释放的能量与吸收的能量

这两个长名词你都认识,可一到题目里,它们总会在最不合适的时候互换位置。

本页内容
  1. 怎样判断是哪一种?
  2. 哪些例子要认识?
  3. 例题详解
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

**放热(exothermic)**变化会把能量释放给环境,所以环境变热。**吸热(endothermic)**变化会从环境吸收能量,所以环境变冷。这个概念几乎出现在每一份 IGCSE 化学试卷里,常常是对一个温度读数的一句话解读。

这是能量变化与化学键的第一课。之后从能量图到键能的所有内容,都建立在它之上。

怎样判断是哪一种?

从环境入手,而不是从化学物质入手。温度计测的是反应粒子周围的溶液或空气,所以它显示能量去了哪里。

  • 环境温度上升: 能量离开了化学物质。变化是放热的。
  • 环境温度下降: 能量进入了化学物质。变化是吸热的。

同样的想法给出 ΔH 的正负号。ΔH 是反应的能量变化,通常以 kJ/mol 为单位。

放热表示 ΔH 为负,因为化学物质最终的能量更少。吸热表示 ΔH 为正,因为它们的能量更多。

哪些例子要认识?

放热:燃料燃烧、呼吸作用、酸与碱的中和。吸热:碳酸钙的热分解和光合作用(吸收光能)。

某些盐溶解时也会使水变冷,所以题目可能给出温度下降,却没有明显的“反应”。任何相关的实验操作都必须遵照老师的指示和学校的安全规定。本页只把这些概念当作推理来讲。

例题详解

下面的数据是为练习而虚构的。两个虚构的反应 X 和 Y,各在 50 cm³ 水中进行。

反应起始温度(°C)最高或最低温度(°C)
X21.028.5
Y24.019.5

第一步,求 X 的变化: 28.5 − 21.0 = 7.5。温度上升 7.5 °C。

第二步,解读 X: 环境变热,说明能量被释放。X 是放热反应,ΔH 为负。

第三步,求 Y 的变化: 19.5 − 24.0 = −4.5。温度下降 4.5 °C。

第四步,解读 Y: 环境变冷,说明能量被吸收。Y 是吸热反应,ΔH 为正。

检查: 上升表示能量流出,下降表示能量流入。两个解读都与温度计吻合。

要留意的错误

常见的失误是把化学物质和环境的方向弄反。

错误答案:“温度上升,所以反应吸收了热量,因此是吸热反应。”

学生以为“混合物有了更多的热,所以它吸了热”。其实那份热是已经传到环境里的能量。

纠正的方法是问自己“能量去了哪里?”环境温度上升,意味着能量已离开化学物质。答案里要写出转移的方向,例如“能量释放到环境中,所以是放热反应”。

自我检测

1. 某反应混合物从 23.0 °C 升到 31.5 °C。它是放热还是吸热?温度变化是多少?

查看答案

31.5 − 23.0 = 8.5,上升 8.5 °C。环境变热,能量被释放。放热,ΔH 为负。

2. 某反应的 ΔH = +92 kJ/mol。说明能量转移的情形以及环境温度预期的趋势。

查看答案

ΔH 为正表示化学物质获得能量,所以能量从环境被吸收。环境变冷。这是吸热反应。

3. 有学生写“放热就是能量被吸进去”。请用一句话改正。

查看答案

放热是指能量释放到环境中(吸热才是能量被吸入)。

下一步

当你能自然判断能量方向后,继续学习解读能量图,再用能量变化与化学键练习测试整个单元。如果想同时巩固化学式和方程式的习惯,摩尔与方程式比例辅导工具可以支持后面课程用到的物质的量计算。

有些学生背得出定义,却在陌生的题目里把它们弄反。一对一线上化学补习的老师可以找出你用的是哪一种想法,并换成更可靠的一种。

常见问题

反应时试管摸起来变冷,是放热还是吸热?

是吸热。反应混合物从周围环境(包括玻璃和你的手)吸收能量,所以环境变冷。作答时先说明能量转移的方向,再联系观察到的温度变化。

放热是不是代表反应很快或很危险?

不是。放热只描述能量转移的方向:能量从反应体系流向环境。慢反应可以是放热的,快反应也可以是吸热的。快慢属于反应速率,是另一个概念。

放热反应的能量变化是正还是负?

是负。化学物质把能量释放给环境,所以能量变化 ΔH 带负号,例如 −184 kJ/mol。吸热反应的 ΔH 为正,因为化学物质获得了能量。

更新于:

下一步

如果放热和吸热在你的答案里总是互换,一对一的老师可以听你如何思考能量的方向,并帮你把脑中的图像修正过来。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。 其他费用、时间安排及后续课程,在试听课后由家长与老师直接确认。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

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