鈉在空氣中燃燒生成過(guò)氧化鈉的熱力學(xué)討論*

范廣 張引莉 孫家娟 徐維霞 馬占營(yíng)

(咸陽(yáng)師范學(xué)院化學(xué)與化工學(xué)院 陜西咸陽(yáng) 712000)

化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是化學(xué)專(zhuān)業(yè)大一學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)原理的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。在教學(xué)中，如何使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，能較熟練地運(yùn)用化學(xué)熱力學(xué)知識(shí)去解決具體的化學(xué)問(wèn)題是非常重要的。本文通過(guò)對(duì)金屬鈉在空氣中燃燒時(shí)生成Na2O2這一反應(yīng)的熱力學(xué)討論，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)化學(xué)熱力學(xué)知識(shí)的理解和應(yīng)用。

1 問(wèn)題的提出

表1 298.15K及100kPa下相關(guān)物種的熱力學(xué)數(shù)據(jù)[1]

2 對(duì)金屬鈉在空氣中燃燒產(chǎn)物的熱力學(xué)討論

(1)

2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)

(2)

Na(s)+O2(g)=NaO2(s)

(3)

(4)

2NaO2(s)=Na2O2(s)+O2(g)

(5)

表2 不同條件下各反應(yīng)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

① 通過(guò)分析可以得出結(jié)論，過(guò)氧化鈉Na2O2(s)是鈉與氧氣燃燒反應(yīng)的最穩(wěn)定產(chǎn)物，反應(yīng)過(guò)程中生成的Na2O(s)會(huì)進(jìn)一步和氧氣反應(yīng)生成Na2O2(s)，而反應(yīng)過(guò)程中生成的NaO2(s)會(huì)自發(fā)分解為Na2O2(s)和O2(g)。

③ 在教學(xué)過(guò)程中，還可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)熱力學(xué)知識(shí)討論其他堿金屬在空氣中的穩(wěn)定燃燒產(chǎn)物。如此循循善誘，能達(dá)到舉一反三的教學(xué)效果。

[1] 北京師范大學(xué),華中師范大學(xué),南京師范大學(xué).無(wú)機(jī)化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2003

[2] 武漢大學(xué),吉林大學(xué).無(wú)機(jī)化學(xué).第3版.北京:高等教育出版社,1994

[3] 天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室.無(wú)機(jī)化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社,2010

[4] 史啟禎.無(wú)機(jī)化學(xué)與化學(xué)分析.第2版.北京:高等教育出版社,2005