关于高中化学新教材中热化学方程式书写问题的探讨,本文主要内容关键词为:方程式论文,新教材论文,高中化学论文,热化学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
国家技术监督局、原国家教委、原广播电影电视部和国家新闻出版署1994年11月14日曾联合发文“要求所有1995年7月1日以后出版的科技书刊、报纸、新闻稿件、教材、产品铭牌、产品说明书等,在使用量和单位的名称、符号、书写规则时都应符合新标准(指中华人民共和国国家标准GB 3100~3102—93“量和单位”系列, 以下简称国标)的规定;所有出版物再版时,都要按新标准规定进行修订”。人民教育出版社化学室于1996年开始编写出版的《全日制普通高级中学教科书(试验本)化学》(以下简称新教材)遵循国家的有关规定,积极贯彻“量和单位”国家标准。2001年秋,新教材的使用将扩大到24省、市。为了使广大教师和教研人员更好地了解和使用新教材,本文就新教材中热化学方程式书写的问题做一些探讨。
1 新教材引入△H(反应热)的必要性和依据
化学反应都伴随着能量的变化,通常表现为热量的变化。人们用热化学方程式来表示化学反应中放出或吸收的热量。在旧教材中热化学方程式是这样表示的:
C(固)+O[,2](气)=CO[,2](气)+393.5kJ
上式表示在101kPa和25℃的条件下,1mol固态碳和1mol氧气反应生成1molCO[,2]气体时放出393.5kJ的热量。 这种表示方法的优点是写法直观,容易为学生所理解。但是因为书写化学反应方程式必须遵守质量守恒定律,这种表示方法把反应中原子结合的变化和热量的变化用加号连在一起是欠妥的。因此,在GB3102.4—93中规定,热量(Q )“应当用适当的热力学函数的变化来表示,例如T·△S,△S是熵的变化, 或△H,焓的变化”。
在中等化学中,一般研究的是在一定压强下,在敞开容器中发生的反应所放出或吸收的热量。因此,根据热力学第一定律
2 引入△H以后,热化学方程式的表示方法发生的变化
引入△H这个物理量以后, 使得热化学方程式的表示方法发生了变化。
(1)根据国际,在热力学中将内能U改称为热力能。其定义为:对于热力学封闭系统,△U=Q+W,式中Q是传给系统的能量,W 是对系统所做的功。Q、W都是以“系统”的能量增加为“+”来定义的。而旧教材中,Q 是以“环境”的能量增加(或以“系统”的能量减少)为“+”来定义的,这样,旧教材中热化学方程式中的“+”、“-”所表示的意义正好与国际的规定相反。因此,引入△H以后, 当反应为放热反应时,△H为“-”或△H<0;当反应为吸热反应时,△H为“+”或△H>0。
(2)在旧教材中,热化学方程式中物质的聚集状态用中文表示, 如固、液、气等,根据国标,应当用英文字母表示。如s代表固体、l代表液体、g代表气体或蒸气、aq表示水溶液等。
(3)热化学方程式中反应热的单位不同。 旧教材中反应热的单位是J或kJ,而△H的单位为J/mol或kJ/mol。
根据引入△H以后的这些变化, 类似以下热化学方程式的表示方法已经废除:
3 有关反应进度
考虑到中等化学的实际情况,新教材中没有引入“反应进度”(符号为ξ)”这个物理量。但是应该明确,△[,r]H[,m]的单位“kJ/mol”中的“mol”是指定反应的反应进度的国际单位制(简称SI)单位,而不是物质的量的单位。
国标中,反应进度的定义为: