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一、化学反应中的热量变化

⒈ 实验原理:

化学反应中的能量变化,通常表现为热量的变化。若反应中有热量放出,则为放热反应;反之,若反应中有吸收热量的,则为吸热反应。

⒉ 实验操作:i

⑴ 在一支试管中加少量盐酸,再加少量的NaOH溶液,用手触摸试管外壁,用温度计测量温度,记下温度变化。

⑵ 向一支试管中放入几个锌粒,加入5mL2mol/L盐酸,用手触摸试管外壁,有什么感觉?

⑶ 在一个小烧杯中加入一定量的Ba(OH)2晶体,再在烧杯中加入一定量的NH4Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌,使充分反应,用手触摸烧杯外壁,有什么感觉?

⒊ 实验现象及结论:

⑴ 试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。

NaOH+HCl=NaCl+H2O(放热)

⑵ 反应产生大量气泡,同时试管外壁发热,温度升高,说明反应过程中有热量放出。Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑(放热)

⑶ 烧杯外壁发冷,温度降低,说明该反应吸收了大量的热。

Ba(OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+2H2O(吸热)

⒋ 问题:

⑴ 常见的放热反应有哪些?常见的吸热反应有哪些?

⑵ 大家都感受到了吸热反应和放热反应,在生活生产中有哪些应用?

⑶ 化学反应为什么会有能量的变化呢?如何从宏观和微观两个不同的角度加以解释。

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二、温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响

⒈ 实验原理:

浓度、温度、压强和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

⒉ 实验操作:

⑴ 分别向两支装有表面积大致相同的镁条、铁片的试管中同时加入同体积0.5mol/L盐酸,观察发生的现象。

⑵ 分别向两支装有表面积相同的铁片的试管中同时加入同体积0.5mol/L和3mol/L的盐酸,观察发生的现象。

⑶ 分别将表面积相同铁片同时加入盛有不同温度的盐酸的试管中,观察发生的现象。

⑷ 向两支盛有等体积等浓度的双氧水的一支试管中加入二氧化锰粉末,观察发生的现象。

⑸ 分别向两支装有等质量的块状碳酸钙、碳酸钙粉末的试管中同时滴加同体积同浓度的盐酸,观察发生的现象。

⒊ 实验现象及结论:

⑴ 镁条上产生气泡且很快,镁条消失快。铁片上产生气泡但较慢,铁片未消失。

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

Mg比Fe活泼,与酸的反应剧烈且快。

说明在其他条件相同时,金属的活泼性越强,与酸的反应越快。化学反应速率由反应物本身的性质决定(内因)。

⑵ 加0.5mol/L的盐酸的试管内产生的气泡慢,加3mol/L的盐酸的试管内产生的气泡快。

说明在其他条件相同时,反应物的浓度越大,化学反应越快。

⑶ 温度高的产生的气泡快,温度低的产生的气泡慢。

说明在其他条件相同时,反应物的温度越高,化学反应越快。

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⑷ 加二氧化锰的双氧水的试管内产生的气泡快,不加二氧化锰的双氧水的试管内产生的气泡慢。

在双氧水分解反应中,二氧化锰、氯化铁等均可作催化剂,

2H2O2=(二氧化锰)2H2O+O2↑

说明在其他条件相同时,使用催化剂,化学反应速率加快。

⑸ 盛碳酸钙粉末的试管内产生气泡快,盛块状碳酸钙的试管内产生气泡慢。

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

说明在其他条件相同时,固体反应物的表面积越大,化学反应越快。

通常情况下,增大反应物浓度、升高温度、增大反应物的接触面积以及使用催化剂可以提高化学反应速率。

⒋ 问题:

⑴ 一定量的盐酸跟过量的铁粉反应,为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入适量的( )

A.NaOH(s)

B.H2O

C.Na2CO3(s)

D.CH3COONa(s)

E.NaCl溶液

一定量的盐酸跟过量的铁粉反应,为了加快反应速率且不影响生成H2的总量,可采取的措施是( )

A.适当升温

B.加入少量的CuSO4(s)

C.加入少量的浓H2SO4

D.加入一定量镁粉

E.NaNO3(s)

⑵ 请利用所学知识回答问题:

① 消防队员救火时,开门都很小心,因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。

② 从化学反应的角度分析,使用电冰箱的主要目的是什么?

③ 为什么高压锅做饭快?

④ 为什么加酶洗衣粉去污快?

⑤ 为什么烧柴煮饭时要将木柴劈小?

⑶ 为什么氯水、浓HNO3、AgNO3溶液、KMnO4溶液、AgBr(s)等要存放在棕色瓶中,并放在冷暗处?为什么强光照射H2与Cl2混合气体、甲烷与Cl2混合气体易发生爆炸等?

⑷ 取一定质量的用砂纸打磨好的镁带与足量的浓盐酸混合,为什么反应速度会先增大,后减小,最后停止?

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三、浓度、温度对化学平衡的影响

⒈ 实验原理:

浓度、温度、压强等条件对化学平衡的影响。

⒉ 实验操作:

⑴ 向盛有5mL0.01mol/LFeCl3溶液的试管中加入5mL0.03mol/LKSCN溶液,溶液呈红色。将此溶液均分置三支试管中,向第一支试管中加入少量1mol/LFeCl3溶液,充分振荡,观察溶液颜色变化;向第二支试管中滴加少量1mol/LKSCN溶液,观察溶液颜色变化;向第三支试管中滴加少量NaOH溶液,观察观察现象。

⑵ 把NO2和N2O4的混合气体盛在两个联通的烧瓶里,用夹子夹住橡皮管。把一个烧瓶放在热水里,把另一个放在冰水(或冷水)里,观察现象。
⒊ 实验现象及结论:

⑴ 第一支试管中溶液颜色加深;第二支试管中溶液颜色加深;第三支试管中有红褐色沉淀,且溶液颜色变浅。由于在这个反应体系中存在下列平衡:

Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3

滴加浓的FeCl3溶液、滴加浓的KSCN溶液均是增加反应物浓度,使平衡右移,颜色加深。滴加NaOH溶液与Fe3+反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,减少反应物浓度,使平衡左移,颜色变浅。

说明在其他条件不变时,反应物浓度减小或生成物浓度增大,平衡向消耗生成物的方向移动,即平衡左移;反应物浓度增大或生成物浓度减小,平衡向消耗反应物的方向移动,即平衡右移。

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⑵ 在热水的烧杯中气体颜色加深;在冷水的烧杯中气体颜色变浅。由于烧瓶中的气体存在下列平衡:

2NO2(g)=N2O4(g),

△H=-56.9kJ/mol

该可逆反应正反应是放热的,逆反应是吸热的。NO2(g)为红棕色,N2O4(g)为无色,所以混合气体的颜色深浅由NO2的浓度决定。升温气体颜色加深,表明NO2的浓度增大,即平衡向吸热方向移动;降温气体颜色变浅,表明NO2的浓度减小,即平衡向放热方向移动。

说明在其他条件不变时,温度升高,平衡向吸热方向移动;降低温度,平衡向放热方向移动。

⒋ 问题:

⑴ 在增大反应物浓度或减小反应物浓度的过程中正、逆反应速率如何变化?

⑵ 在升温或降温过程中正、逆反应速率如何变化?这些反应速率的变化又是如何影响化学平衡移动的?

⑶ 化学反应速率与化学平衡间存在着什么样的关系?

⑷ 某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?

⑸ 在用氯酸钾分解制氧气时加入二氧化锰后能否提高氧气的量?

⑹ 已知在K2Cr2O7的溶液中存在如下平衡

Cr2O72-+H2O2=CrO42-+2H

(橙色)..................... (黄色)

分析加入NaOH溶液(6mol/L)或稀H2SO4溶液有何现象?

⑺ 在恒容的容器中,2NO2(g)=N2O4(g)平衡后,向容器中再通入反应物NO2,或向容器中再通入生成物N2O4,两种情况下,平衡如何移动?两种情况下,重新达到平衡后,NO2的百分含量如何变化?

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