甘肃省武威六中高中数学论文《如何正确理解反应热单位》理

如何正确理解反应热单位


热化学方程式不仅表明了化学反应中的物 质变化，也表明了化学反应中的能量变化。热
化学方程式有两种表达形式，如合成氨反应的热化学方程式 有下列Ⅰ和Ⅱ的两种形式。
Ⅰ： N
2（g）
+3H
2(g)
=2NH
3(g)
+92.4KJ ①

或 12 N
2（g）
+32H
2(g)
=NH
3(g)
+46.2KJ ②
Ⅱ： N
2（g）
+3H
2(g)
=2NH
3(g)
； △H=-92.4 KJmol ③
或 12 N
2（g）
+32H
2(g)
=NH
3(g)
; △H=-46.2 KJmol ④
这两种表达形式中的不同点在于：
符号 单位 放热 吸热
Ⅰ Q KJ + -
Ⅱ △H KJmol - +
现行教材(全日制普通高级中学化学第三册：必修加选修)中，热化 学方程式用形
式Ⅱ表示。但这种表示形式中，反应热单位成了难以理解的问题。如学生很容易理解反应①
的反应热是反应②的两倍，而难以理解反应③的反应热是反应④的两倍，很多教师只能以“这
是 规定”为由来回答。问题的实质真是“规定”那么简单吗？要解决这个问题，就需搞清楚
反应热单位的含义。下面是笔者关于反应热单位“KJmol“的教学。
-1
要搞清楚反应热单位中“mol”的含义，必然涉及化学反应进度的问题。反应进度是讨
论化学热效应时，引入的一个物理量，用符号ξ表示，这个物理量在反应热的计算中被普
遍使用
通常可以把任何化学应成：ν
D
D+ν
E
E+……→ν
F< br>F+ν
G
G+……式中ν
D、
ν
E、
ν
F、
ν
G
等是所
给化学反应中物质的计量数，是无量纲量。对反应物ν取负值，对 生产物ν取正值。
设某反应为：
ν
D
D+ν
E
E+…… →ν
F
F+ν
G
G+……
0000
当t=0, ξ=0 n
D
n
E
n
F
n
G
当t=t, ξ=ξ n
D
n
E
n
F
n
G
反应进度ξ定义为
ξ=
0
n
B
?n
B
?
B
0

式中下标B代表任意组分， n
B
是任意组分B在反应起始时（即ξ=0时）的物质的量，
n
B
是组分B在反应进度为ξ时的物质的量，ξ的单位是mol。
引入反应 进度（ξ）这个量的最大优点是在反应进行到任意时刻时，可用任意反应物
或生成物来表示反应进行的程 度，所得值总是相等的，即


当反应按所给方程式的系数比例进行一个单位的化学反应时，即
这时反应进度（ξ）就等于1mol。如方程式③,当有1 mol N
2
与3 mol H
2
的化合生成2 mol
NH
3
时，ξ=1 mol;而方程式④，当有12 mol N
2
与32mol H
2
的化合生成1 mol NH
3
时，ξ
=1 mol.
所以ξ的值与化学方程式的书写有关。
一个化学反应的焓变（△H）必然决定于反应的进度， 不同的反应进度，显然有不同的
焓变（△H）。我们将（△Hξ）称为反应的摩尔焓变。△H实际上是指 按所给反应式，进行
用心 爱心 专心
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到ξ=1 mol时反应的焓变，单位为KJmol 或Jmol。在化学反应体系中， 各物质的量决定
于反应进度，所以ξ也是描述描述物质所处状态的变量。
-1”
通过上述分析，我们就不难理解反应热单位中“mol 的含义。它指反应按所给方程
式的计量数进行，即反应进度ξ=1 mol，并不是每摩尔反应物，也不 是每摩尔生成物。这
样学生就理解了热化学方程式书写这一点：对于相同物质的反应，当化学计量数不同 时， 其
△H也不同。从而容易地理解了反应③的反应热是反应④的两倍。





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