鈉在空氣中燃燒生成過氧化鈉的熱力學討論*

范廣 張引莉 孫家娟 徐維霞 馬占營

(咸陽師范學院化學與化工學院 陜西咸陽 712000)

化學熱力學基礎知識是化學專業大一學生學習化學原理的重點和難點之一。在教學中，如何使學生通過學習化學熱力學基礎知識，能較熟練地運用化學熱力學知識去解決具體的化學問題是非常重要的。本文通過對金屬鈉在空氣中燃燒時生成Na2O2這一反應的熱力學討論，增強學生對化學熱力學知識的理解和應用。

1 問題的提出

表1 298.15K及100kPa下相關物種的熱力學數據[1]

2 對金屬鈉在空氣中燃燒產物的熱力學討論

(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 不同條件下各反應的熱力學數據

3 結論

① 通過分析可以得出結論，過氧化鈉Na2O2(s)是鈉與氧氣燃燒反應的最穩定產物，反應過程中生成的Na2O(s)會進一步和氧氣反應生成Na2O2(s)，而反應過程中生成的NaO2(s)會自發分解為Na2O2(s)和O2(g)。

③ 在教學過程中，還可繼續引導學生利用化學熱力學知識討論其他堿金屬在空氣中的穩定燃燒產物。如此循循善誘，能達到舉一反三的教學效果。

[1] 北京師范大學,華中師范大學,南京師范大學.無機化學.第4版.北京:高等教育出版社,2003

[2] 武漢大學,吉林大學.無機化學.第3版.北京:高等教育出版社,1994

[3] 天津大學無機化學教研室.無機化學.第4版.北京:高等教育出版社,2010

[4] 史啟禎.無機化學與化學分析.第2版.北京:高等教育出版社,2005