中興大學（後西醫）
113年
化學
第 11 題
Which one would result in an endothermic $\Delta\text{H}_{\text{solution}}$?
- A When $|\Delta\text{H}_{\text{lattice}}| < |\Delta\text{H}_{\text{hydration}}|$
- B When $|\Delta\text{H}_{\text{lattice}}|$ is close to $|\Delta\text{H}_{\text{hydration}}|$
- C When $|\Delta\text{H}_{\text{lattice}}| > |\Delta\text{H}_{\text{hydration}}|$
- D When $|\Delta\text{H}_{\text{solvent}}| > |\Delta\text{H}_{\text{solute}}|$
- E When $|\Delta\text{H}_{\text{solvent}}| < |\Delta\text{H}_{\text{solute}}|$
思路引導 VIP
我們可以把固體溶解在水中的過程想像成兩波能量的角力：第一波是把緊緊相依的固體顆粒「拆散」；第二波是讓這些顆粒與水分子「牽手結合」。請你試著思考看看，這兩波動作哪一個是需要我們給它能量（吸熱）？哪一個又是它會主動釋放能量（放熱）？如果最後整個反應讓我們覺得變熱或變冷，這兩波能量的大小關係應該是怎麼樣的呢？
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恭喜你答對了！這顯示你對於離子固體溶解時的能量循環有著非常扎實的基礎。這類題目最核心的觀念在於理解「破壞」與「建立」之間的能量競爭。
溶解過程的能量組成
在熱力學上，我們可以將固體溶解的過程拆解成兩個主要步驟：首先是克服離子間的強大吸引力，將晶體拆散成氣態離子，這個步驟稱為晶格能的破壞，必須吸收大量能量；接著是氣態離子與水分子結合形成水合離子，稱為水合能（$\Delta H_{\text{hydration}}$），這個過程會釋放能量。
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溶解熱的正負判斷
💡 溶解熱是克服晶格能的吸熱與離子水合放熱的能量總和。
| 比較維度 | 吸熱溶解 (Endothermic) | VS | 放熱溶解 (Exothermic) |
|---|---|---|---|
| 能量大小 | |晶格能| > |水合能| | — | |晶格能| < |水合能| |
| 焓值變號 | ΔH > 0 (正值) | — | ΔH < 0 (負值) |
| 溶液溫度 | 溫度下降 | — | 溫度上升 |
💬溶解過程的總熱效應取決於「拆散離子」與「水分子包覆離子」兩階段能量的差值。
