实验教案.docx

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实验教案

高二化学实验教案

教师：

班级：

中和热的测定

【教学目标】

1、理解中和反应反应热测定的实验原理 

2、掌握中和反应反应热测定的操作步骤、注意事项和数据处理 

【教学重点】 

1.中和热的测定原理和方法。

 2.培养学生分析问题的能力。

【实验目的】 

1.测定强酸、强碱反应的中和热，加深理解中和反应是放热反应。

 2.培养学生设计实验的能力。

3.提高学生的思维能力和分析问题的能力。

 4.培养学生严谨求实的科学作风。

【实验用品】 

大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。

0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 

【教学过程】 

［引言］上节课我们刚刚认识了中和热，本节课我们就来亲自测一下强酸强碱反应的中和热。

［板书］  实验二  中和热的测定 

［设问］我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？

［板书］实验原理 

［问］中和热与反应热是否相同？

它们之间有什么区别和联系？

［学生讨论后回答］ 

本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？

请大家讨论回答。

［学生讨论后回答］ 

［教师板书］ Q=mcΔt                                  ① 

Q:

中和反应放出的热量。

m：

反应混合液的质量。

c：

反应混合液的比热容。

Δt：

反应前后溶液温度的差值。

［问］我们如何得到上述数据呢？

［生］m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。

［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？

［生］量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。

［师］如此说来，上述计算Q的式子可表示为 

［板书］Q=（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·c·（t2－t1        ② 

［讲解］本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它们的浓度分别为 0.50 mol/L和0.55 mol/L。

由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g·℃） 

［板书］V酸=V碱=50 mL。

c酸=0.50 mol/L  c碱=0.55 mol/L。

ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 

c=4.18 J/（g·℃） 

［师］请大家把以上数据代入式②,得出Q的表示式。

其中热量的单位用kJ。

［学生得出结果后回答］ 

［教师板书］Q=0.418（t2－t1）kJ                    ③ 

思考：

③式表示的是不是该反应的反应热？

是中和热吗？

为什么？

［学生讨论后回答］ 

［过渡］下面，我们便根据以上原理，利用实验台上已有的仪器和药品设计出测定酸、碱反应中和热的实验步骤。

［板书］实验步骤 ［阅读教材实验步骤］ 

1.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，如下图所示。

中和热的测定

2.用一个量筒最取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。

3.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。

4.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。

5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。

实验次数

起始温度

终止温度

温度差

1

2

3

［思考］ 

1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？

填碎纸条的作用是什么？

2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？

3.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？

4.实验中所用NaOH为什么过量？

若用HCl过量行吗？

［学生讨论后回答，老师点评］ 

［请学生按以上操作步骤进行实验，教师巡视指导］ 

［学生实验完毕后，请学生根据实验数据计算各自所测得的中和热，并与其他同学交流实验结果］ 

［讨论］你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。

［板书］误差分析。

［学生分析后进行回答交流］ 

可能的原因有：

1.量取溶液的体积有误差。

2.温度计的读数有误。

3.实验过程中有液体洒在外面。

4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。

5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。

6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。

 ［总结］以上产生误差的原因，也是大家提高中和热测定的准确性而需注意的问题。

 请大家根据已有知识，讨论下列问题：

［投影］1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？

为什么？

2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？

［学生讨论，并回答讨论结果］ 

［练习］试回答下列中和热测定的有关问题。

（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50mol·L－1盐酸、0.55mol·L－1 NaOH溶液，尚缺少的实验用品是________________。

（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒__________，其原因是______________________________________________。

（3）实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度为1g/cm3

，生成溶液的比热容C＝4.18J/（g·℃），实验起始温度为t1℃，终止温度为t2℃。

试推断中和热的计算式：

△H＝___________________________________。

［小结］本节课我们重点学习了中和热的测定原理及方法。

［布置作业］ 

完成本次实验的实验报告。

影响化学反应速率的因素

【教学目标】  

1、使学生了解化学反应速率的概念及表示方法 

2、通过实验使学生理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 

【实验教学重点和难点 】

重点：

浓度对化学反应速率的影响 

难点：

浓度对化学反应速率影响的原因  

【实验过程 】

1．实验所需的药品和仪器 

①药品：

过氧化氢（30%）、FeCl3溶液（0.1mol/L） ②仪器：

烧杯、电炉、试管、气球

2.实验步骤和实验现象

①浓度对反应速率的影响

分别取一定量的30%的H2O2稀释到20%和10%，然后取出三支试管，分别加入5ml30%、20%、10%H2O2溶液和4滴FeCl3溶液，然后在试管口套上气球，并在试管上贴上标签以作区分。

观察试管内气泡的产生现象和气球的膨胀情况。

5ml30%H2O2溶液

+4滴FeCl3溶液

5ml20%H2O2溶液

+4滴FeCl3溶液

5ml10%H2O2溶液

+4滴FeCl3溶液

试管内快速产生大量气泡

试管内产生气泡

试管内产生气泡，但速度较慢

从以上的实验图看，可知：

①30%的H2O2溶液产生的气泡比较快，在相同的时间内，气球的膨胀也比较快；

②20%的H2O2溶液产生气泡的速度一般，与30%的H2O2相比，速度明显较慢，相同间时间内，气球的膨胀程度也较小；

③10%的H2O2溶液产生气泡的速度与气体量明显较弱，气球相比于30%H2O2和20%H2O2的气球的膨胀程度，也显得较为干瘪。

即

气体的产生速度：

30%>20%>10%

气球的膨胀程度：

30%>20%>10%

所以由此可知：

当其他条件相同时，增大反应物的浓度反应速率增大。

这是因为，对某一反应来说，在其他条件不变时，反应物中的活化分子的百分数是一定的，而单位体积内的活化分子的数目与单位体积内反应物的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。

所以反应物浓度增大，活化分子数也增多，有效碰撞的几率增加，反应速率也就增大了。

②温度对反应速率的影响

取四支试管，分别加入5ml30%H2O2溶液和2滴FeCl3溶液，在试管口套上气球，然后放入分别盛有温度为30℃、40℃、50℃、60℃的水中，观察试管内气泡的产生现象和相同时间内气球的膨胀情况。

通过实验，可知得出以下结论：

①温度越高，H2O2溶液的分解速率越快，气体的产生速率越快；

②温度越高，H2O2溶液的分解速率越快，相同时间内，产生的气体越多，气球的膨胀程度越大；

③40℃和50℃的气球的膨胀程度的大小区别不明显，原因应该是温度的梯度设置过小，实验应予以改进。

温度越高，反应速率越快，这是因为通过提高温度使分子获得了更高的能量，活化分子的百分数提高了，所以含有较高能量的分子间的碰撞效率也随之提高。

本实验在实验过程中发现，假如实验不加入FeCl3作催化剂，虽然不同温度下H2O2的分解速率有所区别，但是总体速率都很小，气球的膨胀速率也比较慢，原因可能是H2O2不够新鲜，由于开封已久，已经变质，导致实验失败。

③催化剂对反应速率的影响

a取四支试管，都加入5ml30%H2O2溶液，然后其中一支不加FeCl3溶液，其他三支分别加入2滴FeCl3溶液，4滴FeCl3溶液，6滴FeCl3溶液，在试管口套上气球，观察试管内气泡的产生现象和相同时间内气球的膨胀情况。

通过实验，可以观察到：

①没有加入催化剂的试管，H2O2溶液几乎不分解，气球完全干瘪；

②加入2滴FeCl3溶液与加入4滴FeCl3溶液的试管相比，催化剂的量越多，H2O2溶液的分解速率越快，相同时间内，产生的气体越多，气球的膨胀程度越大；

③加入4滴FeCl3溶液与加入6滴FeCl3溶液的试管相比，发现催化剂的量过多，反应速率反而越低，4滴FeCl3溶液对H2O2溶液分解的催化效果最佳。

由此可得出结论：

催化剂能加快反应速率。

影响化学平衡状态的因素

教学目标

知识与技能

1、理解化学平衡移动实质，了解浓度、压强、温度等外界条件对化学平衡移动的影响；

2、理解勒夏特列原理的涵义，并能简单运用。

过程与方法

1、通过温度、浓度实验，逐步探究平衡移动的原理，引导学生体验化学实验方法；

2、通过图表分析，提高学生数据分析及归纳能力；

3、通过对实验过程中认知冲突的解决，引导学生体会单一变量原则。

情感态度与价值观

1、通过科学史话，激发学生学习化学的兴趣；

2、在实验中培养学生尊重事实、严谨推理、缜密思考的科学态度。

教学重难点

教学重点：

浓度、压强、温度等条件对化学平衡移动的影响

教学难点：

勒夏特列原理的形成和理解

教学过程

【新课引入】

科学家勒夏特列、哈伯的重要贡献——化学平衡移动原理的发现及其应用

【新课推进】

一、化学平衡状态的改变：

v（正）>v（逆）平衡向正反应方向移动

v（正）

二、影响化学平衡状态的因素

1、温度对化学平衡的影响

【探究实验一】

2NO2（g）

N2O4（g）△H<0

NO2球浸泡在冰水、热水中，观察颜色的变化

红棕色无

实验

条件变化

实验现象

实验结论

放入热水中

温度升高

放入冷水中

温度降低

结论：

升高温度，化学平衡向吸热方向移动

降低温度，化学平衡向放热方向移动

2、浓度对化学平衡移动的影响

【实验探究二】探究浓度变化对化学平衡的影响

实验原理：

已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡：

Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H+

橙色黄色

现有药品：

0.1mol/LK2Cr2O7溶液、70%浓硫酸、浓盐酸、固体NaOH、NaOH浓溶液。

请根据上述原理及所给药品设计实验，并选择合适的药品，探究浓度对化学平衡状态的影响。

实验步骤：

____________________________________________________

所选试剂

现象

结论

5mLK2Cr2O7溶液中滴加8-10滴浓H2SO4

5mLK2Cr2O7溶液中滴加3-4滴NaOH浓溶液

分析上述实验现象及结论，在学生产生认知冲突的基础上引导学生体会单一变量原则。

结论：

增大反应物浓度（减少生成物浓度），平衡向正反应方向移动；

减少生成物浓度（增大生成物浓度），平衡向逆反应方向移动。

3、压强对化学平衡的影响

下表为500℃时，不同压强下N2（g）十3H2（g）

2NH3（g）达到平衡时混合体系中NH3的体积分数：

压强（MPa）

1

5

10

30

60

100

NH3%

2.0

9.2

16.4

35.5

53.6

69.4

试根据表中数据分析压强对化学平衡状态的影响。

结论：

增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动；

减小压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。

【思考】使用催化剂对化学平衡状态是否有影响？

催化剂能同等程度的增大正反应速率和逆反应速率，因此催化剂不能使化学平衡状态发生移动。

三、小结

条件

变化

化学平衡移动方向

温度

升高温度

降低温度

浓度

增大反应物浓度（或减少生成物浓度）

减少反应物浓度（或增大生成物浓度）

压强

增大压强

减小压强

如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

——勒夏特列原理

强弱电解质的比较

[实验目的]  

1.掌握弱酸、弱碱的解离平衡；

2.掌握盐类水解溶液酸碱性的规律； 

3.掌握缓冲溶液的配制和使用原则。

[实验操作] 

实验步骤

实验现象

结论

一、电离平衡 

1. 弱电解质的同离子效应 

（1）在两支试管中各加入0.1mol/LHAc溶液2mL,再分别加1滴甲基橙，然后在一支试管中，加少量固体NH4Ac,振荡使其溶解，观察溶液颜色变化，与另一支试管进行比较，并解释之。

（2）在两支试管中各加入

0.1mol/LNH3·H2O溶液2mL,再分别加1滴酚酞，然后在一支试管中，加少量固体NH4Cl,振荡使其溶解，观察溶液颜色变化，与另一支试管进行比较，并解释之。

 2. 盐类水解 

（1）用pH试纸测定NaCl、NaAc、NH4Cl、NH4Ac溶液的pH值。

（2）在两支试管中各加入3mL蒸馏水，然后分别加入少量固体Fe（NO3）3·9H2O及BiCl3（BiCl3只需绿豆大小），振荡，观察现象。

用pH试纸分别测定其pH。

解释之。

 保留NaAc、Fe（NO3）3·9H2O、BiCl3三支试管中的物质。

（3）取上面制得的NaAc溶液，加1滴酚酞指示剂，加热，观察溶液颜色变化，并解释之。

（4）将（3）制得的 Fe（NO3）3溶液分成三份，第一份保留作比较用；第二份中加入2mol·L-1HNO31~2滴，观察溶液颜色变化；第三份用小火加热，观察颜色的变化，解释上述现象。

（5）在（3）制得的BiOCl白色混浊物的试管中逐滴加入6mol·L-1HCl，并剧烈振荡，至溶液澄清（HCl不要太过量），再加水稀释，有何现象？

解释之，由此了解实验室应如何配制BiCl3、SnCl2等易水解盐类的溶液。

 （6）缓冲溶液的缓冲作用 在100mL烧杯中加入0.1mol/LHAc和0.1mol/LNaAc溶液各25mL，搅拌均匀，用pH试纸测定其pH值。

加入去离子水50mL，冲稀一倍，搅匀后再测定其pH值。

然后将此溶液分为两等份，一份加入0.1mol/LHCl溶液10滴，搅匀，用pH试纸测定其pH值，另一份中加入0.1mol/LNaOH溶液10滴，搅匀，再用pH试纸测定其pH值。

记录测定结果。

NaCl的pH= 

NaAc的pH= 

NH4Cl的pH= 

NH4Ac的pH=  

第二份现象：

第三份现象：

最初的pH= 

稀释后的pH= 

加酸后的pH= 

加碱后的pH=

HAc⇋H+ + Ac-

 醋酸部分解离产生H+

溶液呈酸性；加入固体NH4Ac后，HAc的解离平衡

向左移动，H+减小。

   NH3·H2O⇋NH4+ + OH-

NH3·H2O部分解离产生OH-溶液呈碱性；加入固体NH4 Cl后，NH3·

H2O的解离平衡向左移动，OH-减小。

盐类水解规律：

强酸弱碱盐溶液呈酸性；强碱弱酸盐溶液呈碱性；强酸强碱盐溶液呈中性。

Fe3+ + 3H2O⇋Fe（OH）3 +3H+

Bi3+ + Cl- + H2O⇋BiOCl↓+ 2H+ 

Ac- + H2O⇋HAc + OH- 

Ac-的水解反应为吸热反应，温度升高平衡向右移动，OH-浓度增大。

H+增大，Fe3+的水解反应向左移动，溶液颜色变浅。

Fe3+的水解反应为吸热反应，温度升高平衡向右移动，Fe（OH）3的量增大。

BiOCl+ HCl→Bi3+ + H2O + Cl- 

为了防止BiCl3、SnCl2等盐类的水解，应加入适当的酸。

缓冲溶液能抵抗外加少量的酸、碱或水，溶液的pH不会发生太大变化。

酸碱中和滴定

【教学目标】  

1、知识与技能：

（1）熟练中和滴定实验有关仪器（锥形瓶和滴定管等）的基本操作规范。

（2）理解中和滴定实验过程要记录的实验数据。

2．能力和方法目标 

（1）通过中和滴定实验，掌握中和滴定实验操作方法。

（2）通过中和滴定实验，理解化学定量分析实验中有关实验误差的分析、实验数据的收集和取舍、实验结果的计算等方法。

（3）通过酸碱中和实验，理解化学实验中测定酸或碱的浓度的基本方法。

3．情感和价值观目标 

（1）通过中和滴定终点时指示剂的颜色突变等感受量变引起质变的规律，感受化学实验中的色彩美。

（2）通过中和滴定实验过程“先快后慢”、边滴边振荡等的把握，养成耐心、细致的实验习惯。

（3）通过中和滴定实验数据的处理和计算，培养实事求是的实验态度。

【实验教学重点和难点 】

重点：

中和滴定实验操作过程。

难点：

实验数据的处理  

【教学过程 】

一、 酸碱中和滴定原理 

 以酸碱中和反应为基础，H+ + OH- = H2O 在滴定达到终点（即酸碱恰好反应）时n （H+） =n （OH-） 若是一元酸和一元碱反应则有 ：

n（酸）=n（碱）     c酸. V酸 = c碱. V碱

现在我们用0.1000mol/L的盐酸标准溶液测定未知浓度的NaOH溶液 

C（NaOH）=C（HCl）·V（HCl）／V（NaOH）

二、 酸碱中和滴定 

（一）认识仪器：

1、滴定管构造 

①类型 :

 酸式滴定管   碱式滴定管

②刻度 :

 A、 “0”点在上端，从上向下增大。

 B、每小格为0.1mL，但应估读至0.01 

③标记:

 容积、温度、刻度 

2、滴定管的使用方法 

① 检查：

活塞、是否漏水 

② 洗涤：

蒸馏水洗、润洗。

            润洗（2～3次）的目的是什么？

③ 装液、固定、排气、调零：

把溶液注入滴定管中，使液面位于“0”以上2cm~3cm处，再把滴定管固定在滴定管夹上， 在滴定管下放一个烧杯，调节活塞使滴定管的尖嘴部分充满溶液（不留气泡），并使液面处在“0”或“0”以下某一刻度处，记下准确读数。

④ 读数：

a、滴定管要垂直， 

                 b、装液或放液后静置一会，待液面稳定再读数                    

c、视线与凹液面最低处保持水平，                    

d、估读到0.01mL。

（二）中和滴定

1、仪器：

  酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。

2、试剂：

标准液0.1000mol/L的氢氧化钠溶液、待测液0.1mol/L左右的盐酸、酚酞 

3、中和滴定操作 

（1）滴定前准备：

查漏—洗涤—润洗—注液—调液—读数

①查漏：

检查滴定管是否漏液．  

②洗涤：

用水和蒸馏水分别洗涤滴定管、锥形瓶．（2~3次） 

③润洗：

用盛装液分别润洗滴定管，锥形瓶不能用盛装液润洗．（2~3次） 

④注液：

向滴定管中注入溶液，排出尖嘴部位的气泡． 

⑤调液：

调节液面至零或零刻度以下．   

⑥在锥形瓶待测液中滴加2－3滴酚酞。

（2）滴定 

①左手握滴定管活塞，右手拿锥形瓶并不断振荡。

②眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

③终点判断：

当滴入最后一滴，溶液颜色变化且在半分钟内不褪色。

④读取滴定管刻度并记录。

  注意：

读数时视线与凹液面水平相切   为保证测定的准确性，上述滴定重复2－3次。

三． 数据记录与处理 

已知c（NaOH）=0.1000mol/L,V（HCl）=10.00mL 

V（NaOH）/mL

①

②

③

起始读数

终止读数

V（NaOH）/mL

数据处理：

 V（NaOH）平均 c（HCl）=

沉淀的溶解平衡

[实验目的]  

1.掌握沉淀溶解平衡的规律；

2.掌握溶度积规则的应用； 

3.掌握沉淀生成和溶解的方法。

[实验操作] 

实验步骤

实验现象

结论

沉淀-溶解平衡 

1. 沉淀的生成 

（1）在两支试管中各盛去离子水1mL，分别加入1滴0.1mol/LAgNO3，0.1mol/LPb（NO3）2溶液，摇匀，然后各加入0.1mol/LK2CrO4溶液1滴，振荡，观察并记录现象，写出反应方程式。

（2）取0.1mol/LPb（NO3）25滴，加入0.1mol/LKI溶液10滴，观察并记录现象，写出反应方程式。

另取0.001mol/LPb（NO3）25滴，加入0.001mol/LKI溶液10滴，观察并记录现象，解释之。

（3）在试管中加入1mL饱和PbCl2溶液，逐滴加入饱和NaCl溶液，观察现象，解释之。

2. 沉淀的溶解 

（1） 取0.1mol/LMgCl2溶液10滴，加入2mol/L氨水5~6滴，观察现象。

然后再逐滴加入1mol/LNH4Cl,观察现象，解释并写出有关反应方程式。

（2） 在试管中加入饱和（NH4）2C2O4溶液5滴和0.1mol/LCaCl2溶液5滴，观察现象。

然后逐滴加入2mol/LHCl溶液，振荡，观察现象，解释并写出有关反应方程式。

（3） 试管中盛2mL去离子水，加入0.1mol/LPb（NO3）2溶液1滴和0.1mol/LKI溶液2滴，振荡试管，观察沉淀颜色和形状，然后再加入少量固体NaN