反应热的单位在人教版教材中注明的是kJ/mol,但没有明确的阐释是什么意义,因此导致教师的教和学生的学中遇到了一定的阻力,下面我结合自己的教学实际谈谈我对kJ/mol的理解。
首先观察以下两个热化学方程式,
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g);△H=-184.6KJ/mol
12H2(g)+12Cl2(g)===HCl(g);△H=-92.3KJ/mol
对于上述两个方程式,由于计量系数的差异导致前者的反应热是后面反应热的两倍。如果说反应热单位的涵义是每摩尔燃料完全燃烧放出的热量,那么每摩尔等量的燃料应该放出的热量相等,但与方程式中的热值相矛盾。由此可见反应热单位的意义并不是简单的表示为每摩尔燃料完全燃烧放出的热量。
究竟反应热的单位是什么含义呢?在此我们引入一个物理量——反应进度:用符号ε表示
μDD+μEE+…μFF+μGG+…
当t=0,ε=0n0Dn0E
当t=t,ε=εnDnE
定义反应进度ε为:ε
nB-n0BμB
dε=dnBμB
原两个热化学方程式如果按照方程式的计量系数反应的话,变化的物质的量除以对应物质的计量系数,反应进度相等且都等于单位一,刚好对应于KJ/mol中的每mol,也就是说反应热单位的每摩尔就是方程式中的每摩尔反应进度。当反应进度相同时,方程式的计量系数可能不相同。两个热化学方程式相比,计量系数减半时,反应热值当然随之减半,而单位的形式并没有发生变化。在这里反应热的单位KJ/mol其真正含义应该是指一个化学反应的每按一个反应进度反应时所放出的热量。
对于高中阶段,在教学中没有必要引入教学进度这个概念。
只需要给学生讲清楚,反应热单位的含义并不是每摩尔燃料完全燃烧所放出的热,而是一个不随方程式形式改变而改变的固定单位,只是反应计量系数减半时,反应热的热值随之减半减半就行。
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