對反應(yīng)熱△H的單位kJ/mol的教學(xué)處置浙江省臺州市教育科學(xué)研究所(318000) 李哉平浙江省仙居縣教育局教研室(317300) 成世鋼“反應(yīng)熱△H的單位”在過去的高中化學(xué)教科書中一直用“kJ”，而現(xiàn)行新版的高中化學(xué)教科書第三冊(人教社2003版,下稱新版教科書) 中卻改為“kJ/mol”，當(dāng)然同樣要求“在書寫熱化學(xué)方程式時△H要與之相對應(yīng)”。但新版教科書對“反應(yīng)熱△H的單位用kJ/mol”未作任何解釋。我們查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，如北京師大五院校合編的《無機(jī)化學(xué)》(高等教育出版社1996版)第253頁上的解釋是：這里的反應(yīng)熱△H就是摩爾焓變(298K、101kPa時，下同)，表示某反應(yīng)按給定的反應(yīng)方程式進(jìn)行1mol反應(yīng)，即ξ=1mol時的焓變。因反應(yīng)進(jìn)度ξ的量綱是mol，故△H的單位是kJ/mol。還有與新版教科書配套的人教社版教師教學(xué)參考書(第三冊)第40頁上的解釋：△H的單位用kJ/mol。焓是容量性質(zhì)，△H的大小與物質(zhì)的量成正比。在書寫反應(yīng)化學(xué)方程式時須注意焓變值應(yīng)該與一定的反應(yīng)式相對應(yīng)(如在298K)。H2(g) + 1/2 O2 (g) ═ H2O(l) △H= -286 kJ/mol而 2 H2(g) + O2 (g) ═ 2H2O(l) △H= -572 kJ/mol在此mol -1 已不是指1 mol H2或1mol O2 ，而是指“1mol反應(yīng)”。所謂1mol反應(yīng)可以是1 mol H2和1/2 mol O2起反應(yīng)，也可以是2 mol H2和1mol O2起反應(yīng)，前者放熱286 kJ，后者放熱572 kJ。這種單位表示方法是1977國際純粹與應(yīng)用化學(xué)(IUPAC)物理化學(xué)分會所推薦的。所以△H應(yīng)和化學(xué)方程式相對應(yīng)，以使“1mol反應(yīng)”有明確的含義，籠統(tǒng)地說反應(yīng)熱是多少kJ/mol容易引起誤解。盡管上述對“反應(yīng)熱△H的單位用kJ/mol”闡述得很清楚。但是過于抽象的概念著實讓高中生不得其要領(lǐng)，難怪乎學(xué)生們在具體運(yùn)用時無所適從。新版教科書中還有“燃燒熱”和“中和熱”兩種特殊反應(yīng)熱△H的概念，第42頁上寫道：燃燒熱和中和熱不同，燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，而中和熱是以生成1mol H2O(l)所放出的熱量來定義的。因此在書寫它們的熱化學(xué)方程式時，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)或生成1mol H2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。受此啟發(fā)，教學(xué)中我們把反應(yīng)熱△H概念的含義變通為：在對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)中，其中的一種物質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol變化量時的熱量變化值。如對于合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可以有如下三種形式：⑴ N2 (g) + 3 H2(g) ≒2 N H3(g) △H1 = -92.2 kJ/mol ⑵ 1/2 N2 (g) + 3/2 H2(g) ≒ N H3(g) △H2 = -46.1 kJ/mol ⑶ 1/3 N2 (g) + H2(g) ≒ 2/3 N H3(g) △H3 = -30.7 kJ/mol分別可看作：⑴式的△H1表示合成氨反應(yīng)中每消耗1 mol 氮氣可放出92.2kJ的熱；⑵式的△H2表示合成氨反應(yīng)中每生成1 mol氨氣可放出熱量46.1 kJ的熱；⑶式的△H3表示合成氨反應(yīng)中每消耗1 mol 氫氣可放出30.7 kJ的熱。三者的關(guān)系是 △H1 = 2 △H2 = 3 △H3 。如此，在熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)不再是任意數(shù)比了，而是至少有一種物質(zhì)(反應(yīng)物或產(chǎn)物)前面的計量數(shù)要等于1，這時的△H (kJ/mol)才是與熱化學(xué)方程式對應(yīng)的確切值。當(dāng)然其余物質(zhì)的計量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)或整數(shù)。這樣學(xué)生就能正確地理解反應(yīng)熱△H的單位kJ/mol了。

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