劉均照，張英鋒，馬子川

（1.秦皇島市第一中學(xué)，河北 秦皇島 066006；2.河北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，河北 石家莊 050016）

在高中新課程標準教科書中，增加了焓變的概念，即恒壓熱效應(yīng)。課本中也給出了明確的說明:當ΔH為“-”或 ΔH＜0時，為放熱反應(yīng)；當 ΔH 為“+”或 ΔH＞0時，為吸熱反應(yīng)[1]。由于在燃燒熱和中和熱的表示方法上，教科書只是在用焓變表示反應(yīng)熱時遵守了這一慣例，但在用語言敘述時恰恰沒有遵守這個慣例，故不同版本教科書，甚至高考題中都出現(xiàn)了分歧和混淆現(xiàn)象。

一、教科書中的表示方法

（一）燃燒熱

什么是燃燒熱？對于這個問題人教版（人民教育出版社出版）和蘇教版（鳳凰教育出版社出版）教科書都給出了定義。人教版選修4第7頁“101kP時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。”[1]從定義中我們能看出，表示的放出的熱量。所以在表示方法上可以有兩種形式。如果用ΔH表示應(yīng)該帶著正負號；如果直接用數(shù)值表示可以不帶正負號比較。但是在教師用書中給的課后題的參考答案無論用ΔH表示還是直接說明數(shù)值都帶著正負號，比如化學(xué)選修4教師教學(xué)用書第20頁“已知CH4的燃燒熱為-889.6kJ/mol”[2]類似的話在后面的補充習(xí)題中也有出現(xiàn)?？梢娦陆炭茣幸呀?jīng)明確把燃燒熱看成一種反應(yīng)熱，完全按照反應(yīng)熱的要求去表示。

而蘇教版在第8頁:“在101kP下，1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱叫做該物質(zhì)的標準燃燒熱[3]。”這里就是把燃燒熱規(guī)定為反應(yīng)熱，而且成為標準燃燒熱，這還是比較準確的，但是與人教版教科書定義上時有出入的。我認為其表示方法無論用ΔH還是直接說明都應(yīng)該帶著正負號，這也在后面的課后題中有所體現(xiàn)。蘇教版化學(xué)選修4第28頁本專題作業(yè)第4題的題干中出現(xiàn)了這樣的語言:“已知天然氣的主要成分為CH4，標準燃燒熱為-890.3kJ·mol-1。煤氣的種類較多，多為氫氣、一氧化碳等的混合物，已知氫氣的標準燃燒熱為-285.8kJ·mol-1，一氧化碳的標準燃燒熱為-283.0kJ·mol-1?！盵3]

可見，不同版本的教科書對于燃燒熱的定義有偏差，楊香濤，陳世明[4]就曾提出融合兩種定義，提出:在101kP下，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的物質(zhì)時所放出的熱量叫做標準燃燒熱。筆者也比較贊同這種觀點，這個定義即體現(xiàn)了與大學(xué)教課書的銜接，又有與原來知識的統(tǒng)一。

（二）中和熱

對于中和熱的定義，在人教版教科書必修2中提了出來:“酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放的熱量成為中和熱?！盵5]可以看出這也是作為釋放放熱量

在第29頁有“一元強酸跟一元強堿中和時，中和熱為-57.3kJ/mol”，[2]而在同一頁的后面又出現(xiàn)了“1 molCH3COOH與1 mol NaOH溶液反應(yīng)時，中和熱是56.0kJ/mol”。[2]可見教師教學(xué)用書對于中和熱的表示方法也沒有重視，存在混淆使用情況。

二、高考題中的表示方法

燃燒熱和中和熱在高考題中表示方法屢屢出現(xiàn)，但是筆者搜集各省市的高考題時發(fā)現(xiàn)，各省市高考題中對于燃燒的考察標準并不一致。下面舉近幾年高考題例子加以分析。

（一）認同不帶正負號高考試題

例1.（2009四川9）25℃，101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5518 kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是

A.2H+（aq）+SO42-+SO42-（aq）+Ba2+（aq）+2OH-（aq）=BaSO4（s）+2H2O（1）；ΔH=-57.3 kJ/mol

B.KOH（aq）+1/2H2SO4（aq）=1/2K2SO4（aq）+H2O（l）；ΔH=-57.3 kJ/mol

C.C8H18（1）+25/2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）；ΔH=-5518 kJ/mol

D.2C8H18（g）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（1）；ΔH=-5518 kJ/mol

答案選B，中和熱和燃燒熱都沒有帶負號。

例2.（2008四川7）下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是

A.HCl和NaOH反映的中和熱ΔH=-57.3 kJ/mol，則 H2SO4和 Ca（OH）2反映的中和熱 ΔH=2×（-57.3）kJ/mol

B.CO（g）的燃燒熱是283.0 kJ/mol，則2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）反應(yīng)的ΔH=2×283.0 kJ/mol

C.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

答案選 B，CO（g）的燃燒熱是 283.0 kJ/mol。不加正負號。四川省高考題連續(xù)兩年出現(xiàn)相同的問題，可見認同的是燃燒熱和中和熱不帶負號。

例3.（2006天津13）已知反應(yīng):①101 kPa時，2C（s）+O2（g）=2CO（g）；ΔH=-221 kJ/mol

②稀溶液中，H=（aq）+OH-（aq）=H2O（1）；ΔH=-57.3 kJ/mol

下列結(jié)論正確的是

A.碳的燃燒熱大于110.5 kJ/mol

B.①的反應(yīng)熱為221 kJ/mol

C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為-57.3 kJ/mol

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量

答案選A，天津高考卷也認同燃燒熱不帶負號，中和熱帶負號錯誤。

例4.（2006重慶10）25℃、101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol,則下列熱化學(xué)方程式正確的是

A.C（s）+1/2O2（g）=CO（g）；ΔH=-393.5 kJ/mol

B.2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）；ΔH=+571.6 kJ/mol

C.CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；ΔH=-890.3 kJ/mol

D.1/2C6H12O6（s）+3O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）；ΔH=-1400 kJ/mol

答案選D，題干所給數(shù)據(jù)燃燒熱均不帶負號，依次為 393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol。

除了選擇題，在Ⅱ卷也有體現(xiàn)，比如2004年天津高考題第27題第I小題中“已知丙醛的燃燒熱為1815 kJ/mol，丙酮的燃燒熱為1719 kJ/mol，試寫出丙醛燃燒的熱化學(xué)方程式______________?！碧旖蚴懈呖碱}目中多次出項相同問題，同樣處理為不帶負號。在2009寧夏高考題的第28題第（5）小題“已知單質(zhì)硫的燃燒熱為 296 kJ·mol-1，計算由 S（s）生成 3 mol SO3（g）的ΔH________（要求計算過程）?！币餐瑯游唇o出負號。

可見從四川省、重慶市、天津市對于燃燒熱的表示方法認同不帶正負號的情況，甚至寧夏（新課標卷）2009年的高考題中也出現(xiàn)類似的問題。

（二）認同帶正負號高考試題

例5.（2011浙江12）下列說法不正確的是

A.已知冰的熔化熱為6.0 kJ·mol-1，冰中氫鍵鍵能為 20 kJ·mol-1，假設(shè) 1 mol冰中有 2mol氫鍵，且熔化熱完全用于破壞冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15%的氫鍵

B.已知一定溫度下，醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c，電離度為 α若加入少量醋酸鈉固體，則CH3COOH?CH3COO-+H+向左移動，α減小，K變小

C.實驗測得環(huán)己烷（l）、環(huán)己烯（l）和苯（l）的標準燃燒熱分別為-3916 kJ·mol-1、-3747 kJ·mol-1和-3265 kJ·mol-1，可以證明在苯分子中不存在獨立的碳碳雙鍵

D.已知:Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g），ΔH=+489.0 kJ·mol-1

C（石墨）+O2（g）=CO2（g）；ΔH=-393.5 kJ·mol-1

則 4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）；ΔH=-1641.0 kJ·mol-1

答案選B，題目中C選項作為正確選項處理，即標準燃燒熱應(yīng)該帶負號。

例6.（2010浙江卷12）下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中，正確的是

A.甲烷的標準燃燒熱為-890.3kJ·mol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：

CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-890.3 kJ·mol-1

B.500℃、30MPa下，將 0.5mol N2和 1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3（g），放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為:N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔH=-38.6 kJ·mol-1

C.氯化鎂溶液與氨水反應(yīng):Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓

D.氧化鋁溶于NaOH溶液:Al2O3+2OH-+3H2O=2Al（OH）3

答案選C，浙江省連續(xù)兩年出現(xiàn)標準燃燒熱的問題都處理為帶負號，另外浙江省使用蘇教版教科書，其試卷也與其教科書一致。

例7.（2010全國2·7）下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（25℃，101kPa）:

①C4H10（g）+13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O（l）ΔH=-2878 kJ/mol

②C4H10（g）+13/2O2（g）=4CO2（g）+5H2O（g）ΔH=-2658 kJ/mol

③ C4H10（g）+9/2O2（g）=4CO（g）+5H2O（l） ΔH=-1746 kJ/mol

④ C4H10（g）+9/2O2（g）=4CO（g）+5H2O（g）ΔH=-1526 kJ/mol

由此判斷，正丁烷的燃燒熱是

A.-2878kJ/mol B.-2658kJ/mol

C.-1746kJ/mol D.-1526kJ/mol

答案選A，從這個題目可以看出，全國2卷也認同帶負號處理燃燒熱。

例 8.（2008 寧夏 13） 已知 H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（1）的燃燒熱分別是-285.8 kJ·mol-1、-1411.0 kJ·mol-1和-1366.8 kJ·mol-1，則由C2H4（g）和H2O（l）反應(yīng)生成 C2H5OH（l）的 ΔH 為

A.-44.2kJ·mol-1 B.+44.2kJ·mol-1

C.-330kJ·mol-1 D.+330kJ·mol-1

答案選A，寧夏卷（新課標卷）題干的要求看又是認同燃燒熱是帶負號。

同樣的，除了選擇題，這樣的情況在Ⅱ卷也有體現(xiàn)，比如在2011全國高考新課標試卷中的第27的題的題干中出現(xiàn)這樣的語言“已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃燒熱 ΔH 分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1?！?011 年的新課標卷（原寧夏卷）也是認同燃燒熱帶著負號，但是寧夏卷2008、2009、2011三年都出現(xiàn)了燃燒熱，但是表示方法卻是不一致，這就出項較多的矛盾。

所以，不帶負號是大家對概念側(cè)重理解在“燃燒”放熱，“中和”放熱已成是事實，彼此心里都清楚；但當用ΔH表示時就必須按概念來了，這是意義上的“焓”了；帶負號是大家從始至終就在用概念去制約它的應(yīng)用，即把燃燒熱和中和熱作為反應(yīng)熱來處理。因而就出現(xiàn)了上述的不同的表示方法在高考題答案中都有對的時候，標準不統(tǒng)一。

三、大學(xué)《物理化學(xué)》教科書中的說法

據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）1990年的推薦，體系吸熱為正值，放熱為負值，我國國家標準也已經(jīng)采納，這已經(jīng)是熱力學(xué)中的慣例。這在大學(xué)《物理化學(xué)》教科書中也有體現(xiàn)。

（一）《物理化學(xué)》中燃燒熱的定義

在朱傳征、許海涵主編的《物理化學(xué)》教科書第48頁給燃燒熱下了一個定義:“1mol的物質(zhì)在指定條件下完全燃燒時放出的熱量稱為燃燒熱。所謂燃燒熱是指產(chǎn)物處于穩(wěn)定的聚集狀態(tài)”?！耙蚨?guī)定25℃ 1Pa下，1 mol處于穩(wěn)定聚集態(tài)完全燃燒時所放出的熱量稱為該物質(zhì)的標準燃燒熱?！盵6]

（二）《物理化學(xué)》中燃燒熱的表示方法

在朱傳征、許海涵主編的《物理化學(xué)》教科書中沒有明確說明表示方法，但是在例題和課后習(xí)題中有所體現(xiàn)。比如在62頁第21題“在25℃，Pθ時，丙烯腈（CH2=CHCN）、石墨和氫氣的燃燒熱分別為-1761 kJ·mol-1，-393.5kJ·mol-1和-285.9kJ·mol-1，[6]這道題目題干中的燃燒熱一律帶負號表示，體現(xiàn)了教科書對于燃燒熱作為反應(yīng)熱的一個體現(xiàn)。

四、建議

根據(jù)上面的討論可知，燃燒熱和中和熱作為反應(yīng)熱，是應(yīng)該帶著負號處理的。這也更有利于學(xué)生以后進入大學(xué)學(xué)習(xí)時，能更好的銜接大學(xué)與高中的知識，更有利于與國際接軌。

燃燒熱和中和熱不管是不是帶負號，我們都可以理解。但是這個問題不管是要研究學(xué)問還是學(xué)生在高考中答題，都需要統(tǒng)一標準。所以希望課程標準、教科書、教師教學(xué)用書能有一個固定的，統(tǒng)一的標準，讓所有的教師和學(xué)生就這個問題達成共識不至于在上述高考題的爭議。

[1]人民教育出版社,課程教材研究所,化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)原理[M].北京：人民教育出版社，2007.

[2]人民教育出版社,課程教材研究所,化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)原理教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2007.

[3]王祖浩.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)，化學(xué)反應(yīng)原理[M].南京：江蘇教育出版社，2008.

[4]楊香濤，陳世明.對兩種版本新課標教材中燃燒熱概念的探討[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2007（12）.

[5]人民教育出版社，課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標準實驗教科書·化學(xué)必修2[M].北京：人民教育出版社，2007.

[6]朱傳征，許海涵.高等院校選用教材·物理化學(xué)（師范類）[M].北京：科學(xué)出版社，2004.