3 对“水解 及其热效应的评析 水解在化学学科中是一个比较广泛的概念.有盐类水解.卤代烃水解.酯水解.糖水解.蛋白质水解等.在高中化学中.盐类水解要比其他水解反应具有更高的特殊地位.成为独立的“节 .而其他水解反应往往是物质化学性质中的一项.因此.学生甚至教师也自觉地将盐类水解的地位升高.甚至认为盐类水解的结论可以应用于其他水解反应.把ATP和ADP的水解释热理解为“特殊的水解 或“水解的特例 .这都是不科学的. 盐类水解实质上就是盐电离出的某些离子促进了水的电离.水的电离H2OH++OH-是吸热过程.因此盐类水解应该也是一个吸热过程.但也有人认为CaC2(s)+2H2O2,Mg3N2(s) +6H2O2(s)+2NH3(g),Na2O2(s)+2H2O(l)=2Na+(aq)+2OH-(aq)+H2O2(aq)(△rHmy= -49.03kJ•mol-1) 等反应也类似于盐类水解.且用这些放热事实来说明存在放热的盐类水解.这种认识也是不全面的.从反应形式分析.上述反应属于盐类水解.但没有处理好部分与整体之间的关系.现以Na2CO3溶于水为例进行具体的过程分析: Na2CO3(s)==2Na+(aq)+CO32-(aq),△rHmy= -26.7kJ•mol-1 CO32-(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OH-(aq),△rHmy= 40.986kJ•mol-1 HCO3-(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq),△rHmy= =48.176kJ•mol-1 H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(aq),△rHmy= 0.02kJ•mol-1 CO2(aq)CO2(g),△rHmy= 20.291kJ•mol-1 可见.这一过程可分为溶解.水解.形成产物等3个阶段.由于水解程度较小.则水解和形成产物的热效应不能起到决定性的作用.真正占主导地位的则是溶解热效应.因此决不能一叶障目.以偏概全. 卤代烃的水解既有吸热的(如CH3I(l)+H2O(l)→CH3OH(l)+H+(aq)+I- (aq),△rHmy= 3.84kJ•mol-1)也有放热的(如CH3CH2Br(l)+H2O(l)→CH3CH2OH(l)+H+(aq)+Br- (aq),△rHmy= -23.32kJ•mol-1).低级酯的水解一般为吸热.且其热效应随碳原子数的增多而逐渐降低.如: CH3COOCH3(l)+H2O(l)→CH3COOH(l)+CH3OH(l),△rHmy= 8.03kJ•mol-1 CH3COOCH2CH3(l)+H2O(l)→CH3COOH(l)+CH3CH2OH(l),△rHmy= 2.93kJ•mol-1 CH3CH2COOCH2CH3(l)+H2O(l)→CH3CH2COOH(l)+CH3CH2OH(l),△rHmy= 0.13kJ•mol-1 由此可见.各类水解的热效应要因具体情况而异.不能一概而论.犹如对化合反应的热效应也不能一概地认为是放热反应.水解只是化学反应的形式.反应的热效应则是化学反应的本质之一.形式岂能决定本质. 3 结论与启示 综上所述.可以得出如下结论:①不同类型的水解反应的放热吸热效应不同.盐类水解是水的电离平衡的正向移动一种过程.因此是吸热的.②ATP和ADP的水解反应是放热反应.P-O键断裂是水解的方式.不存在所谓的“高能磷酸键 .③由于腺苷基团对磷酸基团的影响随磷酸基团数目的增加.链的增长而减弱.因此ATP首先水解成ADP.ADP可继续水解成AMP. ATP释能问题是生物学科的重要内容.但它又牵涉物理学科的能量问题和化学学科的水解反应及化学键理论.可见科学的发展有逐渐走向融合的趋势.因此.只有在教学研究中强化学科间的相互交流和交叉研究.在教材建设中注重整体推进.才能保证在教学实践中的协调统一. 参考文献 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

某有机物的结构简式为,请回答下列问题。

(1)该有机物的分子式是                     。

(2)该有机物所含官能团的名称是                                   。

(3)对该有机物性质的描述中,正确的是                      (填写选项的字母)。

a.能与溶液反应       b.具有两性     c.能发生水解反应

 

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某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出):

    实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端没入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方。

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录。

 材料一:小组交流摘录

    学生1;加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!

    学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4。

    学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色硫固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+SCu2S(黑色)。

    材料二:探究实验剪辑

    实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化。

    实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸,黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色。

    实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、于燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减少10%左右。

    根据上述材料回答下列问题:

(1)A试管上方的长导管的作用是________________________;D、E两支试管中CCl4的作用是____________________________________。

(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失。写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:____________________________________。

(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(HSO3)2溶液的缘故。请你设计实验验证学生1的猜想_______________________________________。

(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是_______________________。(写化学式)

(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对此,学生2提出的猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性。

你的猜想是:____________________________________。

请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:_____________________________________。

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(湖北黄冈中学)某研究性学习小组为研究Cu与浓的反应,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)

实验选用细铜丝、98.3%浓、品红溶液、澄清石灰水、、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端没入浓中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.

根据上述材料回答下列问题:

(1)A试管上方的长导管的作用是__________________;D、E两支试管中的作用是________.

(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:___________.

(3)对A试管中的浓和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于溶解度较大,生成了的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想_______________________________________________.

(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是_____________________.(写化学式)

(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对此,学生2提出的猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解溶液呈酸性.

你的猜想是:_______________________________.

请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:

______________________________________________.

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两组同学对铁及其化合物的性质进行探究.
(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验.已知:
2Fe+6H2SO4(浓) 
  △  
.
 
 Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O.请你参与探究并回答相关问题.
①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时.t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不变.甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2.
在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了
钝化
钝化
;t1~t2时间段,反应生成的气体是
SO2
SO2
.
②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色.若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去.同学们对红色褪去的原因提出各自的假设.乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态.你的另一种假设是
溶液中的SCN-被氧化;
溶液中的SCN-被氧化;
;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案
向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,若不恢复红色,则我的假设成立(或:向褪色后的溶液中加入KSCN溶液,若恢复红色,则我的假设成立)
向褪色后的溶液中加入FeCl3溶液,若不恢复红色,则我的假设成立(或:向褪色后的溶液中加入KSCN溶液,若恢复红色,则我的假设成立)
.
(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究.他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则
a
b
的取值范围是
1
4
<
a
b
<
3
8
1
4
<
a
b
<
3
8
;若反应结束后的溶液中n(Fe3+):n(Fe2+)=2:1,则
a
b
的值为
9
32
9
32
.

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两组同学对铁及其化合物的性质进行探究。

(1)一组同学用图1所示装置对铁与浓硫酸的反应进行实验。已知:

   2Fe + 6H2SO4(浓)  Fe2(SO4)3+ 3SO2↑+ 6H2O。请你参与探究并回答相关问题。

 ①检查装置气密性后,将过量的铁屑和一定量的浓硫酸放入烧瓶,塞紧橡皮塞,开始计时。

t1时开始加热,在铁屑表面逐渐产生气泡,当有大量气泡产生时,控制反应温度基本不

变。甲同学将收集到的气体体积与时间的关系粗略地表示为图2。

在0~t1时间段,铁屑表面没有气泡生成,说明铁在浓硫酸中发生了       ;t1~t2时间段,反应生成的气体是          。

②t2时,取少量反应液,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,呈现血红色。若再滴加过量新制氯水,却发现红色褪去。同学们对红色褪去的原因提出各自的假设。乙同学的假设是:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。你的另一种假设是           ;为了验证你的假设,请设计一种简便的实验方案                            。

(2)另一组同学对铁和稀硝酸的反应进行探究。他们用a mol Fe和含有b mol HNO3的稀硝酸进行实验,若HNO3只被还原成NO,且反应结束后溶液中含有Fe3+和Fe2+,则的取值范围是        ;为证实上述混合液中含有Fe2+,可以采取这样的做法:先取样,再加入            试剂,观察到溶液发生明显的颜色变化时,可以说明Fe2+的存在。

 

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