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对反应热△H的单位kJ/mol的理解

来源:摘抄于因特网作者:汪谦 点击:所属专题: 反应热单位
“反应热△H的单位”在过去的高中化学教科书中一直用“kJ”,而现行新版的高中化学教科书第三册(人教社2003版,下称新版教科书) 中却改为“kJ/mol”,当然同样要求“在书写热化学方程式时△H要与之相对应”。但新版教科书对“反应热△H的单位用kJ/mol”未作任何解释。 我

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“反应热ΔH的单位”在过去的高中化学教科书中一直用“kJ”,而现行新版的高中化学教科书第三册(人教社2003版,下称新版教科书) 中却改为“kJ/mol”,当然同样要求“在书写热化学方程式时ΔH要与之相对应”。但新版教科书对“反应热ΔH的单位用kJ/mol”未作任何解释。

我们查阅了相关文献,如北京师大五院校合编的《无机化学》(高等教育出版社1996版)第253页上的解释是:这里的反应热ΔH就是摩尔焓变(298K、101KPa时,下同),表示某反应按给定的反应方程式进行1mol 反应,即ξ=1mol 时的焓变。因反应进度ξ的量纲是mol,故ΔH的单位是kJ/mol。

还有与新版教科书配套的人教社版教师教学参考书(第三册)第40页上的解释:

ΔH的单位用kJ/mol。焓是容量性质,ΔH的大小与物质的量成正比。在书写反应化学方程式时须注意焓变值应该与一定的反应式相对应(如在298K)。

H2(g) + 1/2 O2 (g) ═ H2O(l); ΔH= -286 kJ/mol

而 2 H2(g) + O2 (g) ═ 2H2O(l); ΔH= -572 kJ/mol

在此mol -1 已不是指1 mol H2或1mol O2 ,而是指“1mol 反应”。所谓1mol 反应可以是1 mol H2和1/2 mol O2起反应,也可以是2 mol H2和1mol O2起反应,前者放热286 kJ,后者放热572 kJ。这种单位表示方法是1977国际纯粹与应用化学(IUPaC)物理化学分会所推荐的。所以ΔH应和化学方程式相对应,以使“1mol 反应”有明确的含义,笼统地说反应热是多少kJ/mol容易引起误解。

尽管上述对“反应热ΔH的单位用kJ/mol”阐述得很清楚。但是过于抽象的概念着实让高中生不得其要领,难怪乎学生们在具体运用时无所适从。

新版教科书中还有“燃烧热”和“中和热”两种特殊反应热ΔH的概念,第42页上写道:燃烧热和中和热不同,燃烧热是以1mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的,而中和热是以生成1mol H2O(l)所放出的热量来定义的。因此在书写它们的热化学方程式时,应以燃烧1mol 物质或生成1mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数。

受此启发,教学中我们把反应热ΔH概念的含义变通为:在对应的化学反应中,其中的一种物质的物质的量为1mol 变化量时的热量变化值。如对于合成氨反应的热化学方程式可以有如下三种形式:

⑴ N2 (g) + 3 H2(g) ≒2 N H3(g); ΔH1 = -92.2 kJ/mol

⑵ 1/2 N2 (g) + 3/2 H2(g) ≒ N H3(g) ;ΔH2 = -46.1 kJ/mol

⑶ 1/3 N2 (g) + H2(g) ≒ 2/3 N H3(g) ;ΔH3 = -30.7 kJ/mol

分别可看作:⑴式的ΔH1表示合成氨反应中每消耗1 mol 氮气可放出92.2kJ的热;⑵式的ΔH2表示合成氨反应中每生成1 mol 氨气可放出热量46.1 kJ的热;⑶式的ΔH3表示合成氨反应中每消耗1 mol 氢气可放出30.7 kJ的热。三者的关系是 ΔH1 = 2 ΔH2 = 3 ΔH3

如此,在热化学方程式中的化学计量数不再是任意数比了,而是至少有一种物质(反应物或产物)前面的计量数要等于1,这时的ΔH (kJ/mol)才是与热化学方程式对应的确切值。当然其余物质的计量数可以是分数或整数。

这样学生就能正确地理解反应热ΔH的单位kJ/mol了。


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