对反应热△H单位意义的教学处置
对反应热△H单位kJ/mol意义的教学处置
李哉平 成世钢
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)中引入了△H(反应热)，以致热化学方程式的表示方法也发生了变化。因高中化学中所用的反应热△rHm 的数据，一般是指101 kPa和298.15 K时的数据；同时也考虑到高中生的知识水平和接受能力，故新版教科书将△rHm义”以及教学处置。
对于“反应热△H的单位”，由过去教科书中的“kJ”，改为新版教科书中的“kJ/mol”，并强调“在书写热化学方程式时△H要与之相对应”。但新版教科书中对“反应热△H的单位kJ/mol的意义”未作任何解释。其中缘由，教师自然理解，而学生却感到茫然。
武汉大学、吉林大学合编的《无机化学》(高等教育出版社，1994版)第253页上指出：这里的反应热△H就是摩尔焓变(298.15 K、101kPa时)，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△H的单位是kJ/mol。
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页上的解释是：△H的单位用kJ/mol。焓是容量性质，△H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298.15K)。
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年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)物理化学分会所推荐的。所以△H值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。 θ(298.15K)简写为△H来表示。本文只是讨论“反应热△H单位kJ/mol的意
尽管上述对“反应热△H的单位kJ/mol的意义”阐述得很清楚。但是过于抽象的概念着实让高中生摸不得其要领，难怪乎在具体运用时学生无所适从。
新版教科书中还有“燃烧热”和“中和热”两种特殊的反应热△H的概念。书中第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，教学时我们把“反应热△H概念及其单位kJ/mol的意义”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表示，可以有如下三种形式： 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
分别可看作：⑴式的△H1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△H2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△H3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△H1 = 2△H2 =3△H3 。
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△H (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△H的单位kJ/mol的意义了。
对于反应热△H的单位kJ/mol的意义，教学过程中虽不要向学生过分强调和不必要的深究，但也无法回避。如能按照上述这般进行处置，既有利于高中生的知识运用，也便于后续学习的对接。
发表于《教学与管理》2005年第7期