化学人教版必修2学案第二章化学反应与能量本章专题总结拓展

本章专题总结拓展一、中和热测定的实验设计(1)定义：在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1mo1H2O时所释放的热量称为中和热。(2)实验原理，中和热＝eq\f(反应放出的热量,反应生成水的物质的量)。谈重点：①中和热与反应热都是指化学反应放出的能量，但中和热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出或吸收的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质的电离所伴随的热效应。在阶段只讨论强酸与强碱反应的中和热。③中和反应的实质是H＋与OH－化合生成H2O。④中和热必须指明是生成1mol水放出的热量。中和热的相关热化学方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。⑤测定中和反应的反应热的实验中，为使中和反应能充分进行，实验时可以使酸或碱略过量。(3)测定方法。使一定体积的已知准确浓度的强酸和强碱稀溶液，在绝热的量热器中进行中和反应。假设在反应中基本上没有热量散失，则反应所放出的热量Q就全部被反应后的溶液和量热器吸收。用温度计准确地测出反应前后溶液的最大温度差Δt，再利用有关数据就可计算出反应所放出的总热量Q。由参加反应的稀酸和稀碱溶液的浓度和体积，可计算出反应所生成的水的量n(mol)。Q与n的比值，就是酸碱中和生成1mol水时所放出的热量，即中和热。(4)实验探究。【实验目的】测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热。【实验用品】仪器：大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中间有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。试剂：0.50mol·L－1盐酸、0.55mol·L－1NaOH溶液。【实验步骤】①在大烧杯底部垫上碎泡沫塑料(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，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。②用一个量筒量取50mL0.50mol·L－1的盐酸，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。③用另一个量筒量取50mL0.55mol·L－1的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。④把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面)，立即把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒伸入小烧杯中，盖好盖板，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，作为终止温度，记入表中。⑤重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。⑥根据实验数据计算中和热。为了使计算简便一些，我们近似地认为：a．0.50mol·L－1的盐酸和0.55mol·L－1的NaOH溶液的密度都是1g·cm－3，所以50mL0.50mol·L－1盐酸的质量m1＝50g,50mL0.55mol·L－1NaOH溶液的质量m2＝50g。 B．中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J·(g·℃)－1，由此可以计算出50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1＋m2)·c·(t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ。c．又因为50mL0.50mol·L－1盐酸中含有0.025molHCl,0.025molHCl与足量NaOH发生中和反应，生成0.025molH2O，放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，所以生成1molH2O时放出的热量为eq\f(0.418t2－t1,0.025)kJ。谈重点：测定中和热时应用稀的强酸和稀的强碱。因为浓酸、浓碱稀释时放热，影响热量的测定，也不能用弱酸或弱碱，因为弱酸、弱碱电离时吸热，也影响热量的测定。另外，还应注意以下几点：①保温效果一定要好，小烧杯与大烧杯的杯口要相平。②盐酸和NaOH的浓度要准确。③宜用0.1分度的温度计，温度计的水银球应浸没在溶液中。④读取反应温度时要谨慎细致，读准最高温度。(5)中和热测量的意义。通过中和热的测定实验，可进一步了解实验测定的一般原理和方法，加深对酸碱中和反应属于放热反应的理解。学会使用温度计，学会在实验中近似处理过程和数据的方法与技巧。二、有关化学反应速率的计算1．利用v＝eq\f(Δc,Δt)进行简单计算对于反应物来说：变化浓度(Δc)＝起始浓度(c始)－某时刻浓度(c末)；对于生成物来说：变化浓度(Δc)＝某时刻浓度(c末)－起始浓度(c始)。2．“始、变、末”三段式解题模式有关化学反应速率的计算往往数据比较多，关系复杂，通过建立化学反应速率计算的解题模式，即“始，变、末”三段式，可以使各种数据直观、条理清晰，便于分析和计算。建立解题模式的方法(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始浓度、转化浓度、某时刻浓度。(3)根据已知条件列方程计算例如mA＋nBpCeq\a\vs4\al(起始浓度,mol·L－1)abceq\a\vs4\al(转化浓度,mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\a\vs4\al(某时刻浓度,mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)(4)运用上述模式解题时要注意：①起始量、变化量、一段时间后的量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。②起始量、变化量、一段时间后的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或一段时间后的量之间没有必然的关系，不能列比例式计算。3．反应物(A)的转化率＝eq\f(转化浓度x,起始浓度a)×100%三、热能学习中明确的6个关系(1)能量变化与热量变化的关系初学本节内容，很容易混淆“能量”与“热量”，二者既有区别，又有联系。化学反应中能量变化遵守“能量守恒”，即能量既不能再生，也不能消失，只能由一种形式转化成另一种形式。在化学反应中，能量变化通常以热能、光能、机械能等形式表现出来，因此，在化学反应中，释放的能量大于放出的热量。(2)能量变化与反应条件的关系化学反应条件是指引发化学反应所需要的温度、压强、催化剂等，化学反应是吸热反应，还是放热反应，只与反应物、生成物总能量的相对大小有关，与条件无关。吸热反应不一定需要加热，如氯化铵和氢氧化钡晶体混合，在常温下即能快速发生反应。多数放热反应需要加热、点燃，如可燃物的燃烧。因此，我们不能说“吸热反应一定要加热，放热反应一定不需要加热”。(3)能量变化与物质溶解的关系“放热反应”和“吸热反应”是对化学反应而言的，物质溶于水放热或吸热、物质的三态变化等，均不属于放热反应或吸热反应。例如，苛性钠溶于水属于放热过程，但没有生成新物质，故不属于放热反应。(4)能量变化与反应类型的关系根据物质的种类将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，这些基本反应类型与放热反应、吸热反应没有必然联系。即化合反应可能是放热反应，也可能是吸热反应，分解反应大多数是吸热反应；金属与酸发生置换反应是放热反应，其他置换反应可能是吸热反应；复分解反应中的中和反应是放热反应，但是其他复分解反应可能是吸热反应。(5)能量变化与物质状态的关系物质三态变化与能量有关，例如，等量的氢气完全燃烧，生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量。(6)能量变化与反应