选修4-课本实验汇总
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班级:姓名:座号课题名称反应热的测量实验目的:通过测定中和反应的反应热掌握反应热测定的一般方法实验用品:烧杯、温度计、环行玻璃棒、量筒、硬纸板、塑料泡沫、0.50mol//L盐酸溶液、思考题:1.填碎纸条的作用是什么?2.酸、碱混合时,为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入?3.有人建议用50mL0.55mol/LNaOH进行上述实验,测得的中和热数值会更加准确。
为什么?4.判断下列实验操作对中和热测定的数值有如何影响?填变大变小或者不变。
①大烧杯上没有盖硬纸板②用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行实验③用相同浓度和体积的醋酸代替稀盐酸溶液进行实验班级:姓名:座号课题名称:探究原电池的工作原理实验目的:通过实验得出原电池装置如何将化学能转化为电能实验用品:烧杯、灵敏电流计、导线、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、铜片、锌片、盐桥、锌思考题1.分析课本P12图1-9,写出实验2中发生的化学方程式和离子方程式2.指出实验1和实验2中能量变化的主要形式3.在实验2中盐桥起到什么作用?班级:姓名:座号课题名称:设计原电池实验目的:通过实验验证设计方案是否可行实验用品:烧杯、灵敏电流计、导线、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、铜片、锌片、盐桥、锌思考题:1.在设计原电池时正极材料如何选择?2、对于电解质溶液有什么要求?3.构成原电池的条件是什么?班级姓名座号课题名称:电解池原理实验目的:通过实验掌握电解池原理实验用品:U型管、直流电源、导线、氯化铜溶液、石墨棒1.氯化铜溶液中存在哪些离子?未通电前离子怎么移动?通电后离子如何移动?2.根据实验事实指出在阳极和阴极离子的放电顺序?3.写出电极反应式和电解反应方程式4.指出该变化过程中能量转化形式5.电解原理有什么应用?班级 姓名 座号课题名称:钢铁的电化学腐蚀实验目的:通过实验理解钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的原理实验用品:具支试管、试管、止水夹、导管、塞子、铁粉、炭粉、氯化钠溶液、稀醋酸、思考题1.金属腐蚀是指 的现象;常见的有 和 腐蚀,而根据环境的不同,在钢铁易发生 析氢腐蚀,在中性或弱碱性条件下钢铁易发生 2.请说明以下防锈方法的原理 (1)在电线的外面常包裹一层塑料(2)减少钢铁中的含碳量,可以增强钢铁的耐腐蚀能力3.查阅资料了解金属腐蚀的危害,并整理归纳常见金属金属防护的方法班级 姓名 座号课题名称:化学反应速率的表示方法实验目的:通过实验掌握化学反应速率的计算实验用品:锥形瓶、铁架台、注射器、导管、量筒、大理石、2mol/L 盐酸溶液、秒表盐酸与碳酸钙反应的实验数据思考题1.化学反应速率可以用来表示,用符号 ,化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时的速率;.随着反应的进行化学反应速率的数值2.写出该反应的化学反应方程式以及离子反应方程式,指出能量变化,并说明能否以大理石的浓度变化来表示该反应的化学反应速率班级姓名座号课题名称:影响化学反应速率的因素实验目的:通过实验理解影响化学反应速率的外界条件实验用品:气球、锥形瓶、量筒、试管、烧杯、碳酸钠粉末、1.0mol/L盐酸、0.1mol/L盐酸、0.1mol/LH2C2O4、0.01mol/LKMnO4、5%H2O2、FeCl3溶液、MnO2粉末、思考题1.影响化学反应速率的外界条件主要有、、、等,其中当反应物浓度增大时,化学反应速率;当升高反应体系温度时,化学反应速率;当增大反应体系的压强时,化学反应速率;加入催化剂。
《化学反应原理》教材实验小结实验2-1 ( 18页)按图安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗分别加入40mL 1mol/L和40mL 4mol/L的硫酸,比较二者收集10mLH2所用的时间。
加入试剂反应时间/min 反应速率/mL·min-`1mol/L H2SO44mol/L H2SO4对于锌粒和硫酸的反应,测定反应速率的方法不止一种,如测量溶液中H+浓度的变化,测量锌粒质量的变化,甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等,都可以比较出二者的反应速率的不同。
实验2-2 ( 20页)取两支试管,各加入4mL 0.01mol/L的KMnO4溶液,然后向一支试管中加入0.1mol/L H2C2O4(草酸)溶液2mL,记录溶液褪色所需的时间;向另一支试管中加入0.2mol/L H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生了如下反应:2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O(1)KMnO4溶液的浓度不要大,否则溶液颜色过重,需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。
配制成0.01 mol·L-1比较合适。
KMnO4溶液要用硫酸酸化。
(2)为保证KMnO4溶液的紫红色彻底褪去,本实验中草酸用量分别过量了1倍和3倍,可以调整草酸用量,探求更好的实验效果。
(3)实验开始时溶液褪色较慢,由于反应中生成的Mn2+具有催化作用,随后褪色会加快。
实验2-3 ( 21页)取两支试管各加入5mL 0.01mol/L Na2S2O3;另取两支试管各加入5mL 0.1mol/L H2SO4;将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3和H2SO4的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中,经过一段时间后,分别混合并搅拌。
记录出现浑浊的时间。
实验中反应的化学方程式为:Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O本实验所用的冷水用自来水即可,若用冰水混合物温度更低,出现浑浊的时间更长,更利于比较。
第二章化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率课标要求1、掌握化学反应速率的含义及其计算2、了解测定化学反应速率的实验方法要点精讲1、化学反应速率(1)化学反应速率的概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
(2)化学反应速率的表示方法对于反应体系体积不变的化学反应,通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。
某一物质A的化学反应速率的表达式为:式中——某物质A的浓度变化,常用单位为mol·L-1。
——某段时间间隔,常用单位为s,min,h。
υ——物质A的反应速率,常用单位是mol·L-1·s-1,mol·L-1·s-1等。
(3)化学反应速率的计算规律①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系同一时间内,用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
②化学反应速率的计算规律同一化学反应,用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比,这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
(4)化学反应速率的特点①反应速率不取负值,用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。
②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时,可能有不同的速率数值,但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。
小贴士:①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率。
②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的,因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。
其化学反应速率与其表面积大小有关,而与其物质的量的多少无关。
通常是通过增大该物质的表面积(如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等)来加快反应速率。
③对于同一化学反应,在相同的反应时间内,用不同的物质来表示其反应速率,其数值可能不同,但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。
可编辑修改精选全文完整版回归课本之选修四(化学反应原理)1.化学反应与能量P4 中和反应反应热的测定。
该实验中,为了达到保温、隔热、减少实验过程中的热量损失,采取了哪些措施?每一次实验一共要测量几次温度?测定混合溶液的温度时是测量最高温度。
除大小两个烧杯外,还有有两种重要的玻璃仪器名称是什么?注意观察它们的位置。
50mL 0.5 mol/L盐酸温度为t1℃,50mL 0.55mol/L NaOH溶液温度为t2℃,混合溶液最高温度为t3℃,写出生成1 mol H2O 的反应热的表达式(注意单位)。
为了使盐酸充分中和,采用0.55mol/L NaOH的溶液,使碱过量。
热化学方程式的书写。
利用盖斯定律书写热化学方程式;表示燃烧热的热化学方程式(生成最稳定的氧化物,生成液态水);表示中和热的热化学方程式(除有H+、OH-外,如弱酸、浓硫酸、弱碱或生成沉淀的反应热与中和热的对比)。
可逆反应的热化学方程式的意义。
如299 K时,合成氨反应N2 (g ) + 3H2 ( g )=2NH3 ( g ) △H = -92.0 kJ/mol,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,达到平衡时,反应放出的热量一定小于92.0 kJ。
2.化学反应速率与化学平衡P18 实验2-1,明确实验目的,如何检查该装置的气密性?[关闭分液漏斗活塞,向外(内)拉(压)针筒活塞,松开后又回到原来的位置,表明装置不漏气。
]P20 实验2-2完成反应的离子方程式,草酸为弱酸,生成的Mn2+作反应的催化剂,所以反应速率越来越快。
P21 实验2-3,完成反应的离子方程式,硫酸起酸的作用,Na2S2O3发生歧化反应。
P22实验2-4,P23科学探究1,H2O2分解的催化剂可以是MnO2,也可以是Fe3+。
催化剂降低了反应的活化能,不影响热效应。
外界条件对化学反应速率的影响中,温度和催化剂增大了活化分子的百分数。
电解饱和食盐水的实验改进一、使用教材1、教学内容所属模块:选修4《化学反应原理》2、年级:高中二年级3、所用教材:人教版4、所属章节:第四章第三节二、实验器材每小组的实验仪器和试剂:具支U形管,石墨电极、普通的铁电极,学生电源,注射器,酒精灯,带有橡胶管的导管,带双头鳄鱼夹的红黑导线2根,淀粉碘化钾溶液,淀粉碘化钾试纸,火柴,烧杯,酚酞、饱和食盐水自制教具:自制的改进创新装置、阳离子交换膜三、实验改进与创新点1.实验设计原则“人无我有,人有我精”,化学组根据实验要求创新了电解饱和食盐水装置,用透明容器、活性、惰性电极、阳离子选择膜直观展示了电解放出氢气、氯气、生成氢氧化钠的过程。
既避免产生氢气与氯气混合,又防止氯气与氢氧化钠反应,同时防止尾气污染环境。
该装置利用了阳离子交换膜,通过酚酞检验两极产物可以很直观的体现该膜的作用,便于学生理解。
装置轻巧、操作简单。
装置避免了传统电解饱和食盐水的复杂装置,也可以不用学生电源,利用电池也可以进行电解。
2.气体纯净,且实验过程无污染。
整个实验过程都是在密闭的环境中进行,两个气孔被胶帽堵住,气体不会溢出,且胶帽还便于后续检验过程中注射器直接插入吸取气体。
3.实验现象明显,趣味性强。
在电解过程中的气泡非常多,便于教师引导学生观察,思考气体是什么,激发学生兴趣。
由于装置的透明的,可视性非常好,在两极产物检验的过程中,氯气使淀粉碘化钾溶液变色、氢气的点燃都非常明显、最后酚酞检验溶液的酸碱性可以将本次实验推向高潮,学生会惊讶为什么红色不会扩散到另一边。
4.本装置还适合其他电解实验的使用。
四、实验改进设计的出发点氯碱工业是教材详细介绍的化学工业之一,电解饱和食盐水是氯碱工业中的重要反应,也是高中化学课堂中一个非常重要的实验。
不同版本教材中对于电解饱和食盐水实验的呈现也有不同,见表1。
表1 三种版本教材电解饱和食盐水实验对比电解饱和食盐水的实验主要涉及两极产物的检验以及氯气的处理,在人教版和苏教版教材中既没有该实验的图示,也没有安排实验,在教学过程中教师通常会按照鲁科版教材所示装置进行实验,即利用带有支管的U型管。
化学选修 4 化学反应与原理第一章化学反应与能量一、焓变反应热1.反应热:化学反应过程中所放出或吸收的热量,任何化学反应都有反应热,因为任何化学反应都会存在热量变化,即要么吸热要么放热。
反应热可以分为(燃烧热、中和热、溶解热)2.焓变 ( H)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应. 符号:△ H. 单位:kJ/mol,即:恒压下:焓变=反应热,都可用H表示,单位都kJ/mol。
是3. 产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
( 放热 >吸热 ) △H 为“- ”或△ H <0吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△ H 为“ +”或△ H >0也可以利用计算△ H 来判断是吸热还是放热。
△H=生成物所具有的总能量- 反应物所具有的总能量 =反应物的总键能 - 生成物的总键能☆ 常见的放热反应:①所有的燃烧反应②所有的酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与水或酸的反应⑤生石灰(氧化钙)和水反应⑥铝热反应等☆常见的吸热反应:①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl② 大多数的分解反应③条件一般是加热或高温的反应☆区分是现象(物理变化)还是反应(生成新物质是化学变化),一般铵盐溶解是吸热现象,别的物质溶于水是放热。
4.能量与键能的关系:物质具有的能量越低,物质越稳定,能量和键能成反比。
5.同种物质不同状态时所具有的能量:气态>液态 >固态6. 常温是指 25,101. 标况是指 0,101.7.比较△H时必须连同符号一起比较。
二、热化学方程式书写化学方程式注意要点 :①热化学方程式必须标出能量变化,即反应热△ H,△ H对应的正负号都不能省。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态( s,l, g 分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq 表示)③热化学反应方程式不标条件,除非题中特别指出反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数表示物质的量,不表示个数和体积,可以是整数,也可以是分数⑤各物质系数加倍,△ H加倍,即:△H和计量数成比例;反应逆向进行,△ H 改变符号,数值不变。
实验4-1:分组研讨实验-溶液的酸碱性及难溶电解质沉淀的转化★实验一:选修4-42页(3-2):比较弱酸相对强弱★实验二:选修4-54页(科学探究):盐溶液的酸碱性(用pH试纸测溶液的酸碱性)★实验三:选修4-59页(习题4)综合运用 :除去MgCl2溶液中的FeCl3※※※资料卡片:实验4-2:探究实验-氢氧化镁沉淀的生成与溶解实验目的:1.制备Mg(OH)2的沉淀(友情提示:MgCl 2需过量)2. Mg(OH)2沉淀的溶解(要求:至少设计两种方法,做好对比)3. Mg(OH)2沉淀的转化 ★实验一:选修4-63页(3-3)Mg(OH)2沉淀的生成:★实验二:选修4-63页(3-3)Mg(OH)2沉淀的溶解:向3支盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中分别滴加适量的蒸馏水、盐酸和氯化铵溶液,观察现象。
★实验三:选修4 探究Mg(OH)2沉淀能溶解于NH 4Cl 的原因: Mg(OH)2沉淀能溶解于NH 4Cl 的原因有两种:一是 ; 二是 。
请你根据所给仪器及试剂,设计实验、完成实验证明你的猜测:试管、玻璃棒、pH 试纸、酚酞、蒸馏水、1 mol·L -1的MgCl 2溶液、1 mol·L -1HCl 溶液、1 mol·L -1NH 4Cl 溶液、浓氨水、1 mol·L -1NaOH活动一:设计实验方案(可以画图表示):★活动二:完成实验,填写实验报告(可以画图表示): 结论:V(NaOH)/mL 图1 V(NaOH)/mL 图2【跟踪练习】1.已知0.1mol/L 的醋酸溶液中在电离平衡:CH 33COO -+H +,要使该溶液中的 c(H +)/c(CH 3COOH)值增大,可以采取的措施是( )A .加入少量烧碱溶液 B. 加少量冰醋酸 C.升高温度 D.加入CH 3COONa 2.(1)常温下,某溶液中由水电离产生的c (H +)=10-6 mol/l ,则此溶液有可能是( ) (2)常温下,某溶液中由水电离产生的c (H +)=10-9 mol/l ,则此溶液有可能是( )A .NaOHB .NaClC .NaHSO 4D .NH 4Cl3.常温下,用0.1000mol/LNaOH 溶液分别滴定20.00mL0.1000mol/L 盐酸和20.00mL 0.1000 mol/L 醋酸溶液,得到2条滴定曲线,如下图所示。
化学反应速率的测量【考点精讲】定量测量锌跟硫酸反应的化学反应速率实验原理:利用产生10 mL H2所需要的时间确定化学反应速率。
实验用品:锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。
实验装置:实验步骤:(1)取一套装置,加入40 mL 1mol/L的硫酸,测量收集10 mL H2所用的时间。
(2)取另一套装置,加入40 mL 4mol/L的硫酸,测量收集10 mL H2所用的时间。
实验现象:锌跟硫酸反应产生气泡,收集10 mL气体。
②所用的时间比①所用的时间短。
实验结果:加入试剂反应时间(min)反应速率mol/(L·min)1mol/L H2SO4长小4mol/L H2SO4短大快。
注意事项:1. 锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同。
2. 40mL的硫酸溶液要迅速加入。
3. 装置气密性要好,且计时要迅速准确。
思考与交流:锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑,还可以采用什么方法测量该反应的速率?可用的方法:可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、稀硫酸浓度的变化、单位时间内产生气体的体积或产生相同体积气体所需要的时间等方法来测量化学反应速率。
【典例精析】例题 1 影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。
他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol/L、2mol/L、18.4mol/L),设计实验方案来研究影响化学反应速率的因素。
A:甲同学研究的实验报告如下表:实验步骤现象结论①分别取等体积的2mol/L的硫酸于试管中②反应速率:镁>铁,铜不反应金属的性质越活泼,反应速率越快)甲同学表中实验步骤②为。
(2)甲同学的实验目的是;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是。
B:乙同学为了更精确的研究浓度对反应速率的影响,利用下图所示装置进行实验(3)乙同学在实验中应该测定的数据是。
人教版高中化学选修四——《化学反应原理》课本习题参考答案第一单元第一节化学反应与能量的变化 1. 化学反应过程中所释放或吸收的能量,叫做反应热,在恒压条件下,它等于反应前后物质的焓变,符号是ΔH,单位是kJ/mol.例如 1 mol H2 (g)燃烧,生成 1 mol H2O(g), 其反应热ΔH=-241.8 kJ/mol. 2. 化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂,形成新的化学键,重新组合成生成物的分子.旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量.当反应完成时,若生成物释放的能量比反应物吸收的能量大, 则此反应为放热反应; 若生成物释放的能量比反应物吸收的能量小,反应物需要吸收能量才能转化为生成物,则此反应为吸热反应. 第二节燃烧热能源 1. 在生产和生活中,可以根据燃烧热的数据选择燃料.如甲烷,乙烷,丙烷,甲醇, 乙醇,氢气的燃烧热值均很高,它们都是良好的燃料. 2. 化石燃料蕴藏量有限,不能再生,最终将会枯竭,因此现在就应该寻求应对措施. 措施之一就是用甲醇,乙醇代替汽油,农牧业废料,高产作物(如甘蔗,高粱,甘薯,玉米等) ,速生树木(如赤杨,刺槐,桉树等) ,经过发酵或高温热分解就可以制造甲醇或乙醇. 由于上述制造甲醇,乙醇的原料是生物质,可以再生,因此用甲醇,乙醇代替汽油是应对能源危机的一种有效措施. 3. 氢气是最轻的燃料,而且单位质量的燃烧热值最高,因此它是优异的火箭燃料,再加上无污染,氢气自然也是别的运输工具的优秀燃料.在当前,用氢气作燃料尚有困难,一是氢气易燃,易爆,极易泄漏,不便于贮存, 运输; 二是制造氢气尚需电力或别的化石燃料, 成本高. 如果用太阳能和水廉价地制取氢气的技术能够突破, 则氢气能源将具有广阔的发展前景. 4. 甲烷是一种优质的燃料,它存在于天然气之中.但探明的天然气矿藏有限,这是人们所担心的.现已发现海底存在大量水合甲烷,其储量约是已探明的化石燃料的2倍.如果找到了适用的开采技术,将大大缓解能源危机. 5. 柱状图略.关于如何合理利用资源,能源,学生可以自由设想.在上述工业原材料中,能源单耗最大的是铝;产量大,因而总耗能量大的是水泥和钢铁.在生产中节约使用原材料,加强废旧钢铁,铝,铜,锌,铅,塑料器件的回收利用,均是合理利用资源和能源的措施. 6. 公交车个人耗油和排出污染物量为私人车的1/5,从经济和环保角度看,发展公交车更为合理. 第三节化学反应热的计算1. C(s)+O2 (g) == CO2 (g) H=-393.5 kJ/mol 2.5 mol C 完全燃烧,H=2.5 mol×(-393.5 kJ/mol)=-983.8 kJ/mol 2. H2 (g)的燃烧热H=-285.8 kJ/mol 欲使H2完全燃烧生成液态水,得到1 000 kJ 的热量,需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol=3.5 mol 3. 设S 的燃烧热为H S(s)+O2 (g) == SO2 (g) 32 g/mol H 4g -37 kJ H=32 g/mol×(-37 kJ)÷4 g =-296 kJ/mol 4. 设CH4的燃烧热为H CH4 (g)+O2 (g) == CO2 (g)+2H2O(g) 16 g/mol H 1g -55.6 kJ H=16 g/mol×(-55.6 kJ)÷1 g =-889.6 kJ/mol 5. (1)求3.00 mol C2H2完全燃烧放出的热量Q C2H2 (g)+5/2O2 (g) == 2CO2 (g)+H2O(l) 26 g/mol H 2.00 g -99.6 kJ H=26 g/mol×(-99.6 kJ)÷2.00 g =-1 294.8 kJ/mol Q=3.00 mol×(-1 294.8 kJ/mol)=-3 884.4 kJ≈-3 880 kJ (2)从4题已知CH4的燃烧热为-889.6 kJ/mol,与之相比,燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多. 6. 写出NH3燃烧的热化学方程式NH3 (g)+5/4O2 (g) == NO2 (g)+3/2H2O(g) 将题中(1)式乘以3/2,得: 3/2H2 (g)+3/4O2 (g) == 3/2H2O(g) 3/2H1=3/2×(-241.8 kJ/mol) =-362.7 kJ/mol 将题中(2)式照写: 1/2N2 (g)+O2 (g) == NO2 (g) H2=+33.9 kJ/mol 将题中(3)式反写,得NH3 (g) == 1/2N2 (g)+3/2H2 (g) -H3=46.0 kJ/mol 再将改写后的3式相加,得: 2 7. 已知1 kg 人体脂肪储存32 200 kJ 能量,行走1 km 消耗170 kJ,求每天行走5 km,1年因此而消耗的脂肪量: 170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg=9.64 kg 8. 此人脂肪储存的能量为4.2×105 kJ.快速奔跑1 km 要消耗420 kJ 能量,此人脂肪可以维持奔跑的距离为:4.2×105 kJ÷420 kJ/km=1 000 km 9. 1 t 煤燃烧放热2.9×107 kJ 50 t 水由20 ℃升温至100 ℃,温差100 ℃-20 ℃=80 ℃,此时需吸热: 50×103 kg×80 ℃×4.184 kJ/(kg℃)=1.673 6×107 kJ 锅炉的热效率=(1.673 6×107 kJ÷2.9×107 kJ)×100% =57.7% 10. 各种塑料可回收的能量分别是: 耐纶5 m3×4.2×104 kJ/m3=21×104 kJ 聚氯乙烯50 m3×1.6×104 kJ/m3=80×104 kJ 丙烯酸类塑料 5 m3×1.8×104kJ/m3=9×104 kJ 聚丙烯40 m3×1.5×104 kJ/m3=60×104 kJ 将回收的以上塑料加工成燃料,可回收能量为21×104 kJ+80×104 kJ+9×104 kJ+60×104 kJ=170×104 kJ=1.7×106 kJ 3 第二单元第一节化学反应速率1. 略. 2. 1:3:2. 3. (1)A; (2)C; (3)B. 4. D. 5. A. 第二节影响化学反应速率的因素1. (1)加快.增大了反应物的浓度,使反应速率增大. (2)没有加快.通入N2后,容器内的气体物质的量增加,容器承受的压强增大,但反应物的浓度(或其分压)没有增大,反应速率不能增大. (3)降低.由于加入了N2,要保持容器内气体压强不变,就必须使容器的容积加大,造成H2和I2蒸气的浓度减小,所以,反应速率减小. (4)不变.在一定温度和压强下,气体体积与气体的物质的量成正比,反应物的物质的量增大一倍,容器的容积增大一倍,反应物的浓度没有变化,所以,反应速率不变. (5)加快.提高温度,反应物分子具有的能量增加,活化分子的百分数增大,运动速率加快,单位时间内的有效碰撞次数增加,反应速率增大. 2.A.催化剂能够降低反应的活化能,成千上万倍地提高反应速率,使得缓慢发生的反应2CO+2NO== N2+2CO2迅速进行.给导出的汽车尾气再加压,升温的想法不合乎实际. 第三节化学平衡1. 正,逆反应速率相等,反应物和生成物的质量(或浓度)保持不变. 2. 3. 反应混合物各组分的百分含量,浓度,温度,压强(反应前后气体的物质的量有变化的反应) ,同等程度地改变正,逆反应,不能使. 4. (1)该反应是可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不能完全化合生成2 mol NH3,所以,反应放出的热量总是小于92.4 kJ. (2)适当降低温度,增大压强. 5. B; 6. C;7. C; 8. C. 9. 设:CO 的消耗浓度为x. 第四节化学反应进行的方向1. 铵盐溶解常常是吸热的,但它们都能在水中自发地溶解.把两种或两种以上彼此不 4 发生反应的气体依次通入到同一个密闭容器中,它们能自发地混合均匀. 2. 在封闭体系中焓减和熵增的反应是容易自发发生的.在判断化学反应的方向时不能只根据焓变ΔH<0或熵增中的一项就得出结论,而是要全面考虑才能得出正确结论. 5 第三单元第一节弱电解质的电离1. 2. 氨水中存在的粒子:NH3H2O,NH4+,OH氯水中存在的粒子:Cl2,Cl-,H+,ClO3. (1) 错.导电能力的强弱取决于电解质溶液中离子的浓度,因此强,弱电解质溶液导电能力与二者的浓度及强电解质的溶解性有关. (2) 错.酸与碱反应生成盐,所需碱的量只与酸的物质的量有关,盐酸和醋酸都是一元酸, + 物质的量浓度相同的盐酸和醋酸中含有相同物质的量的H . (3) 错.一水合氨是弱碱,在水溶液中是部分电离的,其电离平衡受氨水浓度的影响,浓溶- 液的电离程度低于稀溶液.因此氨水稀释一倍时,其OH 浓度降低不到一半. + (4) 错.醋酸中的氢没有全部电离为H . ※(5) 错.此题涉及水解较复杂,不要求学生考虑水解. 4(1) 不变.一定温度下,该比值为常数——平衡常数. - (2) 4.18×10 4 mol/L 5. (1) 略; (2) 木头中的电解质杂质溶于水中,使其具有了导电性. 第二节水的电离和溶液的酸碱性 1. ③③③③;③③③③. 2. NH+4,OH-,NH3H2O,H+. 3. C;4A;5D;6D;7A;8A,D. 9. 注:不同品牌的同类物品,其相应的pH 可能不尽相同. 10. 6 11. 图略.(1) 酸性(2) 10, 1×10-4 (3) 9 mL 第三节盐类的水解1. D; 2. B;3. C; 4. D. + 5. 乙,如果是弱酸,所生成的盐电离出的A-会部分地与水电离出的H 结合成HA,则c(A - + )≠c(M ) . - + - - 3+ 6. >,Al +2SO42 +2Ba2 +4OH = 2BaSO4↓+AlO2 +2H2O; + - + - =,2Al3 +3SO42 +3Ba2 +6OH = 3BaSO4↓+2Al(OH)3↓ - - - + - 7. CO32 +H2O=HCO3 +OH , Ca2 +CO32 =CaCO3↓ - - 8. Na2CO3溶液的pH>NaHCO3溶液的pH,因为由HCO3 电离成CO32 比由H2CO3电离成- HCO3 更难,即Na2CO3与NaHCO3是更弱的弱酸盐,所以水解程度会大一些. 9. (1) SOCl2 +H2O SO2↑+ 2HCl↑ (2) AlCl3溶液易发生水解,AlCl36 H2O 与SOCl2混合加热,SOCl2与AlCl36 H2O 中的结晶水作用,生成无水AlCl3及SO2和HCl 气体. ,加氨水可中和水解反应生成的HCl,以10. 加水的效果是增加水解反应的反应物c(SbCl3) + 减少生成物c(H ) ,两项操作的作用都是使化学平衡向水解反应的方向移动. ※11. 受热时,MgCl26H2O 水解反应的生成物HCl 逸出反应体系,相当于不断减少可逆反应的生成物,从而可使平衡不断向水解反应方向移动;MgSO47H2O 没有类似可促进水解反应进行的情况. 第四节难溶电解质的溶解平衡难溶电解质的溶解平衡1. 文字描述略. 2. C; 3. D; 4. C. 7 5. (1) S2 与H 作用生成的H2S 气体会逸出反应体系,使FeS 的沉淀溶解平衡向溶解方向移动. (2) 硫酸钙也难溶于水,因此向碳酸钙中加硫酸是沉淀转化的问题,但硫酸钙的溶解度大于+ 碳酸钙,转化不能实现.醋酸钙溶于水,且醋酸提供的H 与碳酸钙沉淀溶解平衡中的CO32作用,可生成CO2逸出反应体系,使其沉淀溶解平衡向溶解的方向移动. (3) 硫酸溶液中的SO42-对BaSO4的沉淀溶解平衡有促进平衡向生成沉淀的方向移动的作用. 6. 略. - + 8 第四单元第一节原电池 1. 由化学能转变为电能的装置.氧化反应,负极;还原反应,正极. 2. 铜,Cu-2e == Cu ;银,Ag +e == Ag. 3. a,c,d,b. 4. B; 5. B,D. 2+ + - 图4-2锌铁原电池装置6. 装置如图4-2所示. 负极:Zn-2e == Zn 2+ 2+ 正极:Fe +2e == Fe 第二节化学电源1. A; 2. C; 3. C. 4. 铅蓄电池放电时的电极反应如下: 负极:Pb(s)+SO4 (aq)-2e == PbSO4(s) 正极:PbO2 (s)+4H (aq)+SO4 (aq)+2e == PbSO4 (s)+2H2O(l) 铅蓄电池充电时的电极反应如下: + 22- 9 阴极:PbSO4 (s)+2e == Pb(s)+SO4 (aq) 阳极:PbSO4 (s)+2H2O(l)-2e == PbO2(s)+4H (aq)+SO4 (aq) 总反应方程式: + 2- - 2- 第三节电解池1. A; 2. D. 3. 原电池是把化学能转变为电能的装置,电解池是由电能转化为化学能的装置.例如锌铜原电池,在锌电极上发生氧化反应,称为负极,在铜电极上发生还原反应,称为正极. 负极:Zn-2e == Zn (氧化反应) 正极:Cu +2e == Cu(还原反应) 电子通过外电路由负极流向正极. 电解池:以CuCl2溶液的电解装置为例.与电源正极相连的电极叫做阳极,与电源负极相连的电极叫阴极. 阳极:2Cl -2e == Cl2↑(氧化反应) 阴极:Cu +2e == Cu(还原反应) 电子通过外电路由阳极流向阴极. 4. 电镀是把待镀金属制品作阴极,把镀层金属作阳极,电解精炼铜是把纯铜板作阴极,粗铜板作阳极, 通过类似电镀的方法把铜电镀到纯铜板上去, 而粗铜中的杂质留在阳极泥或电解液中,从而达到精炼铜的目的.其电极主要反应如下: 阳极(粗铜) :Cu-2e == Cu (氧化反应) 阴极(纯铜) :Cu +2e == Cu(还原反应) 补充:若粗铜中含有锌,镍,银,金等杂质,则在阳极锌,镍等比铜活泼的金属也会被氧化: 阳极(粗铜) :Zn-2e = Zn 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 10 Ni—2e = Ni - 2+ 由于附着在粗铜片上银,金等金属杂质不如铜活泼,不会在阳极被氧化,所以当铜氧化后,这些微小的杂质颗粒就会掉进电解质溶液中,沉积在阳极附近(即"阳极泥",成为提炼贵重金属的原料) . 在阴极,电解质溶液中Zn 和Ni 的氧化性又不如Cu 强,难以在阴极获得电子被还原, 故Zn 和Ni 被滞留在溶液中.因此,在阴极只有Cu 被还原并沉积在纯铜片上,从而达到了通过精炼提纯铜的目的. 5. 电解饱和食盐水的电极反应式为: 阳极:2Cl -2e == Cl2↑(氧化反应) 阴极:2H +2e == H2↑(还原反应) 或阴极:2H2O+2e == H2↑+2OH (还原反应) 总反应:2NaCl+2H2O == 2NaOH+H2↑+Cl2↑ 在阴极析出 1. 42 L H2,同时在阳极也析出1.42 L Cl2. 6. 依题意,电解XCl2溶液时发生了如下变化: + 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+ M(X)=3.2 g×22.4 L/(1 mol×1.12 L)=64 g/mol 即X 的相对原子质量为64. 又因为2Cl - 2e == Cl2↑ 2 mol n(e ) - 22.4L 1.12L n(e )=2 mol×1.12 L/22.4 L=0.1 mol 即电路中通过的电子有0.1 mol.11 第四节金属的电化学腐蚀与防护1. 负极; Fe-2e- == Fe2+; 正极; 析氢腐蚀: ++2e- == H2↑, 2H 析氧腐蚀: 2O+O2+4e- == 4OH2H 2. (1)电化腐蚀,铁和铁中的杂质碳以及残留盐溶液形成了原电池. (2)提示:主要是析氧腐蚀.2Fe-4e- == 2Fe2+;2H2O+O2+4e- == 4OHFe2++2OH- == Fe(OH)2,4Fe(OH) 2+O2+2H2O == 4Fe(OH) 3 3. C; 4. B,D; 5. A,C; 6. A,D. 7. 金属跟接触到的干燥气体(如O2,Cl2,SO2)或非电解质液体直接发生化学反应而引起的腐蚀,叫做化学腐蚀.不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀.金属腐蚀造成的危害甚大,它能使仪表失灵,机器设备报废,桥梁,建筑物坍塌,给社会财产造成巨大损失. 8. 当钢铁的表面有一层水膜时,水中溶解有电解质,它跟钢铁中的铁和少量的碳形成了原电池.在这些原电池里,铁是负极,碳是正极.电解质溶液的H+在正极放电,放出H2,因此这样的电化腐蚀叫做析氢腐蚀. 如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性, 溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀,其电极反应如下: 负极:2Fe-4e- == 2Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e- == 4OH- 总反应:2Fe+2H2O+O2 == 2Fe(OH) 2 9. 镀锌铁板更耐腐蚀.当镀锌铁板出现划痕时,暴露出来的铁将与锌形成原电池的两个电极,且锌为负极,铁为正极,故铁板上的镀锌层将先被腐蚀,镀锌层腐蚀完后才腐蚀铁板本身.镀锡铁板如有划痕,锡将成为原电池的正极,铁为负极,这样就会加速铁的腐蚀. 可设计如下实验: 取有划痕的镀锌铁片和镀锡铁片各一块, 放在经过酸化的食盐水中浸泡一会儿, 取出静置一段时间,即可见到镀锡铁片表面较快出现锈斑,而镀锌铁片没有锈斑.即说明上述推测是正确的.。
(完整版)化学选修4(新人教版)新人教版《化学反应原理》全册知识点归纳第一章化学反应与能量一、焓变反应热1.反应热(Q):一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号:△H(2).单位:kJ/mol(3)△H=H(生成物)-H(反应物)3.微观角度解释产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热)△H为“-”或△H<0吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△H为“+”或△H>0注:(高中阶段Q与△H二者通用)(4)影响晗变的主要因素:①发生变化的物质的物质的量,在其他条件一定时与变化物质的物质的量程正比。
②物质的温度和压强☆常见的放热反应:①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸或水的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应:①晶体Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示)③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行,△H改变符号,数值不变三、燃烧热1.概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点:①研究条件:101kPa②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1mol④研究内容:放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol)四、中和热1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫中和热2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
高中化学选修4 第三章(水溶液中的离子平衡)专题基础知识总结第一节弱电解质的电离电解质:在水溶液或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物。
讨论条件:热稳性较差的电解质只讨论它们在水溶液中的电离,易与水反应的电解质只讨论它们在熔融状态下的电离。
【注意】(1)电解质和非电解质都是指化合物,认为除电解质外的物质均是非电解质的说法是错误的。
单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)必须是在水分子的作用下或受热熔化后,本身直接电离出自由移动的离子的化合物才是电解质。
并不是溶于水能导电的化合物都是电解质。
如SO3、NH3等溶于水都能导电,但SO3、NH3是非电解质。
(3)只要具备在水溶液或熔融状态下能够导电其中一个条件的化合物即为电解质。
(4)某些离子型氧化物,如Na2O、CaO等,讨论时要注意讨论条件。
虽然溶于水后电离出来的自由离子不是自身电离的,但在熔化时却可以自身电离,且完全电离,故属于强电解质。
(5)电解质不一定在任何状态下都导电,导电物质不一定是电解质;非电解质不导电,不导电的物质不一定是非电解质。
本质:电解质本身电离出自由移动的离子。
判断化合物是电解质还是非电解质的方法:主要看该化合物在溶于水或熔化时自身是否电离出阴阳离子:能电离的属电解质,不能电离的属非电解质。
水溶液是否能导电,只能是判断是否是电解质的参考因素。
酸、碱、盐和离子化的氧化物一般属于电解质。
电离方程式的书写规范:(1)强电解质的电离用等号,弱电解质的电离用可逆号。
(2)多元弱酸分步电离,故需分步书写电离方程式,但第一步是主要的;应使用可逆号。
(3)多元弱碱分步电离,电离方程式不要求分步写;应使用可逆号。
(4)两性氢氧化物双向电离。
(5)在水溶液中,强酸的酸式盐完全电离,弱酸的酸式盐分步电离,第一步只电离出酸式根离子和阳离子。
(6)在熔融状态下,强酸的酸式盐只电离出酸式根离子和阳离子。
典型电离方程式(参考化学2—必修):氯化钠:盐酸:氢氧化钠:硫酸钡(熔融态):氢氧化钙(澄清溶液):氢氧化钙(浊液、石灰乳):氢氧化铝(酸式、碱式电离):氢氧化铁(部分电离):一水合氨(部分电离):醋酸(部分电离):碳酸(分步电离):磷酸(分步电离):明矾(复盐):硫酸氢钠(水溶液中):硫酸氢钠(熔融态):碳酸氢钠(水溶液中):碳酸氢钠(熔融态):强电解质:在水溶液里或熔融状态下能够全部电离的电解质叫强电解质。
人教版高中化学选修4教材实验强酸与强碱中和反应的实质是H++OH-==H O,反应放出的热量会引起溶液温度的变化。
在一绝通过观察收集10mL H所用的时间或1分钟收集到的H的体积来比较反应速率的快慢。
在实验中,控制KMnO溶液的浓度及反应温度不变,探究草酸的浓度不同时对反应速率的影响。
已知在K 2Cr 2O 7溶液中存在着如下平衡:Cr 2O 2-7(橙色)+H 2O2CrO 2-4(黄色)+2H +(K 2Cr 2O 7固体是橙红色晶体)。
增大H +浓度,平衡向逆反应方向移动,溶液逐渐变为橙色;增大OH -浓度,平衡向正反应方向移动,溶液逐渐变为橙色。
0. 1mol/L K Cr O 溶液、浓硫酸、6mol/L NaOH 溶液;三支试管、胶头滴管、白纸。
3Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(红色)0.005mol/L FeCl 溶液、饱和 FeCl 溶液、 0.01mol/LKSCN 溶液、 1mol/LKSCN 溶液、酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出的FeCl3(黄色)+3H2O Fe(OH)3(红褐色)+3HClFeCl溶液、FeCl晶体、HCl气体、NaHCO固体;pH试纸、试管、胶体滴管、酒精灯。
氢氧化镁难溶于水,但与酸反应,溶于酸性溶液。
NH C1水解显酸性,能溶解氢氧化镁。
Ag+ +Cl-=AgCl↓,AgCl+I-=AgI+Cl-,2AgI+S2-==Ag S+2I-Mg2++2OH-=Mg(OH)↓,3Mg(OH)+2Fe3+=3Mg2++2Fe(OH)单液锌铜原电池双液锌铜原电池铜片(正极):Cu2++2e-=Cu(还原反应);锌片(负极):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应);阳极:2Cl--2e-=Cl↑(氧化反应);。
高二化学演示实验统计表人教版《选修四》选修四《化学反应原理》教材实验小结实践活动:( 4页) 中和反应热的测定 【实验目的】1、理解中和热的概念。
2、学习中和热的测定方法。
3、通过实验,进一步领会做定量实验的方法。
【知识点回顾】中和热概念:酸与碱发生中和反应生成1molH 2O 时所释放的热量 【实验原理】1、0.50mol ·L -1盐酸和0.55 mol ·L -1NaOH 溶液的密度都是1g ·cm -3,所以50mL 0.50mol ·L -1盐酸的质量m 1=50g ,50mL 0.55mol ·L -1NaOH 溶液的质量m 2=50g 。
2、中和后生成的溶液的比热容c=4.18J ·(g ·℃)-1,由此可以计算出0.50mol ·L -1盐酸与0.55mol ·L -1NaOH 溶液发生中和反应时放出的热量为 (m 1+m 2)·c ·(t 2-t 1)=0.418(t 2-t 1)kJ又因50mL 0.50mol ·L -1盐酸中含有0.025molHCl ,0.025molHCl 与0.025molNaOH 发生中和反应,生成0.025molH 2O ,放出的热量是0.418(t 2-t 1)kJ ,所以生成 1 molH 2O 时放出的热量即中和热为 △H=-025.0)(418.012t t kJ ·mol -1【实验用品】大烧杯(500mL )、小烧杯(100mL )、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料或硬纸板(中心有两个小孔),环形玻璃搅拌棒。
0.50mol ·L -1盐酸、0.55mol ·L -1NaOH 溶液。
注:为了保证0.50mol ·L -1盐酸完全被NaOH 中和,采用0.55mol ·L -1NaOH 溶液,使碱稍微过量。
【实验过程】一、测定前的准备工作 1、 温度计的使用。
⑴选择精密温度计(精确到0.1℃),并进行校对(本实验温度要求精确到0.1℃)。
⑵使用温度计要轻拿轻放。
温度计用后要及时 放回 。
刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免 。
⑶测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于 ,不要靠在 上或插到 底部,不可将温度计当搅拌棒使用。
2、 按图所示装配简易量热计。
在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。
然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过, 以达到 ,减少 的目的(该实验也可以在保温杯中进行)。
二、中和热的测定1、用一个量筒取50 mL 0.50 mol/L 盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。
然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
2、用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液,并用温度计测量NaOH 溶液的温度,记入下表。
3、把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液,并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度,记入下表。
4、重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
5、根据实验数据计算中和热。
取测量所得数据的平均值作为计算依据,盐酸和NaOH溶液发生中和反应的中和热△H为 kJ·mol-1。
实验2-1 ( 18页)按图安装两套装置,在锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗分别加入40mL 1mol/L和40mL 4mol/L的硫酸,比较二者收集10mL H2所用的时间。
加入试剂反应时间/min 反应速率/mL·min-`1mol/L H2SO44mol/L H2SO4对于锌粒和硫酸的反应,测定反应速率的方法不止一种,如测量溶液中H+浓度的变化,测量锌粒质量的变化,甚至使用一些物理仪器测量溶液的电导变化、反应的热量变化等,都可以比较出二者的反应速率的不同。
测量锌和稀硫酸反应速率实验的改进1 原实验中的不足现行人教版化学选修四第二章第一节通过实验2-1测量了化学反应速率,实验装置如图1所示。
具体做法为:按图1所示安装2套装置,在锥形瓶内各盛2g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸。
比较二者收集10mL H2所用的时间,以此来测量同质量的锌与不同物质的量浓度的硫酸反应的速率。
该实验现象较为明显,但是实验还存在着下述明显的不足之处:(1)锌和硫酸反应是放热反应,随着反应进行化学反应速率会明显加快,并且收集到的气体温度也在不断变化之中,难以精确计算化学反应速率。
(2)本实验比较浓度对反应速率的影响,但是学生无法从视觉上直观感知实验所用硫酸浓度的差异。
(3)仪器较多,不便携带,操作较为繁琐。
(4)实验实际收集到的是氢气和空气的混合气,可能受到一些偶发因素引起爆炸,不安全。
鉴于上述原因, 进行了如下实验改进。
2 改进方法(1)实验用品注射器(2支,20mL),橡胶塞,量筒,秒表,药匙,烧杯。
锌粒,品红,4mol/L硫酸,冰水混合物。
(2)实验装置图2 测量锌与硫酸反应速率的改进装置图2中,2支注射器中分别装有等量锌粒和不同浓度硫酸,注射器放在冰水混合物里。
(3)实验步骤和结果①在4mol/L硫酸溶液中加入少量品红粉末,使其显红色,量取25mL4mol/L硫酸,稀释至100mL得1mol/L硫酸,显浅红色。
②取两支注射器(不含针头),拔出推杆,向其中各放人4个锌粒(颗粒大小基本相同,约2g),插入推杆至不能推动为止。
③把硫酸放入冰水混合物中冷却后,用2支注射器同时吸取1 mol/L和4mol/L硫酸(学生协作),挤出针筒内的空气和部分硫酸,使针筒内硫酸体积为10mL,将注射器尖嘴插入橡胶塞(橡胶塞预先打有小孔)后把注射器如图2放在烧杯的冰水混合物里,并开始计时。
④当H2体积达到10mL时,拔去橡胶塞,挤出注射器内硫酸。
比较二者收集10mL H2所用的时间,以此来测量同质量的锌与不同物质的量浓度的硫酸反应的速率。
现象是装有红色液体的注射器推杆移动明显快于装有浅红色液体的注射器推杆。
实验结果如下表所示。
加入试剂反应时间(min)反应速率(mol.L-1.min-1)1mol/LH2SO410 0.00454mol/LH2SO4 2.50.0183 改进后优点①改进装置利用注射器将氢气发生装置与收集装置合二为一[1];利用烧杯将课本上2套测量化学反应速率装置合二为一,仪器和硫酸用量都大为减少,操作简易、便于携带。
②通过品红来指示硫酸浓度大小非常直观,注射器并排放置于同一烧杯中能产生强烈的对比效果。
③反应放在冰水混合物中进行,排除了温度变化对速率反应速率的影响,更加科学合理;收集到的气体温度恒定为0O C,用于计算化学反应速率更加方便准确。
④课本上注射器内收集的是氢气和空气的混合气,而本实验注射器内收集的是纯氢气,安全可靠,在一个班级演示后再到另外一个班级演示时,只需注射器重新吸入硫酸即可,十分便捷。
实验2-2 ( 20页)取两支试管,各加入4mL 0.01mol/L的KMnO4溶液,然后向一支试管中加入0.1mol/L H2C2O4(草酸)溶液2mL,记录溶液褪色所需的时间;向另一支试管中加入0.2mol/L H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生了如下反应:2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑+ 8H2O (1)KMnO4溶液的浓度不要大,否则溶液颜色过重,需要草酸的量及褪色时间都要发生相应变化。
配制成0.01 mol·L-1比较合适。
KMnO4溶液要用硫酸酸化。
(2)为保证KMnO4溶液的紫红色彻底褪去,本实验中草酸用量分别过量了1倍和3倍,可以调整草酸用量,探求更好的实验效果。
(3)实验开始时溶液褪色较慢,由于反应中生成的Mn2+具有催化作用,随后褪色会加快。
实验2-3 ( 21页)取两支试管各加入5mL 0.01mol/L Na2S2O3;另取两支试管各加入5mL 0.1mol/L H2SO4;将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3和H2SO4的试管),一组放入冷水中,另一组放入热水中,经过一段时间后,分别混合并搅拌。
记录出现浑浊的时间。
实验中反应的化学方程式为:Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2 + S↓+ H2O本实验所用的冷水用自来水即可,若用冰水混合物温度更低,出现浑浊的时间更长,更利于比较。
为了便于比较,使浑浊程度相同,可在试管背后做一个黑色标记,以其被遮住为准。
最好用体育比赛用的秒表来连续计时。
实验2-4 ( 22页)实验装置如图所示,锥形瓶内盛有10mL左右10%的H2O2,双孔塞上插有短导管和漏斗,短导管里插有带余烬的木条。
开始时余烬没有明显变化,经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后,试管中迅速产生大量气泡,余烬复燃。
MnO2的催化反应,根据H2O2的浓度来调整木条余烬距离液面的高度,直接使用浓度较高的(30%)H2O2时,余烬距离液面远些(3 cm左右),否则会因泡沫过多而使余烬熄灭。
开头带余烬的木条悬在液面上没有明显变化(说明H2O2没有明显分解),从漏斗加入MnO2粉末后,立刻看到木条余烬复燃,说明瓶中有大量气体逸出(突显了催化剂的作用)。
H2O2浓度较低时余烬离液面应近些(2 cm左右),以免实验现象不明显。
实验时要把准备工作做好,当把带余烬的木条放入锥型瓶时,要迅速从漏斗撒入MnO2粉末,不要让余烬在瓶内停留时间过长,以免烟多影响观察。
科学探究 ( 23页)1.在2支大小相同的试管中,各装入2mL约5%的H2O2溶液,分别滴入1mL 0.1 mol/L FeCl3.0.1 mol/L CuSO4溶液(注意:滴管悬空放在试管的上方),比较H2O2分解速率。
向5%的H2O2中滴入FeCl3或CuSO4溶液时都有细小气泡产生,滴入FeCl3溶液产生的气泡更快些,说明催化剂是有选择性的。
可以参考【实验2-1】把本实验变成一个定量实验。
2.在2支大小相同的试管中,各装入4mL0.01 mol/L KMnO4溶液和2mL0.1 mol/LH2C2O4;再向其中一只试管加入一粒黄豆粒大的MnSO4。
记录褪色时间。
本实验是【实验2-2】的延续。
由于Mn2+对KMnO4的氧化作用有催化功能,所以加入Mn2+的试液中的颜色褪色明显快些。