运用Corcodile Chemistry模拟中和反应中和热测定

【摘要】中和热测定实验是中学生需要掌握重要实验之一，由于这个实验需要定量测量数据，对实验装置和仪器的要求很高，并且在中学课堂中实际的教学效果不佳，因而开发一套高效的、精确的实验方法显得尤为重要，近几年模拟软件在化学中应用逐渐得到一线教师的认同，并在实践取得一定的成效。本文中Corcodile Chemistry模拟中和热测定可为一线教师提供可行的实践方案。

【关键词】中和热测定；模拟软件Corcodile Chemistry

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）07-0179-01

化学作为自然科学的一个分支，对学生科学素养的培养具有不可替代的地位和作用。实验教学作为中学化学教学中的一个重要组成部分，对学生科学素养的提高有着其他教学方式不可替代的价值。中和反应中和热测定是高中生继配置一定浓度的溶液所面临的第二个定量实验，课堂实验教学效果直接决定学生的总体学习效果。化学实验模拟软件中一个极其出色的软件就是Corcodile Chemistry（简称“CC”），笔者就CC软件模拟中和反应中和热测定的可行性与课堂效果如何达到最佳，做出了一些探索性的研究和收获。

一、CC模拟中和反应中和热测定的可行性实验

1.打开软件，点击左上角File，选择New。依次点击Parts Library→chemicals→Acids，选择Hydrochloric，拖至空白平台，点击Acids下面Alkalis，选择Sodium hyroxide。得到50mL1M HCl和50mL1.05M NaOH。（注：氢氧化钠溶液浓度增加了额0.05mol/L，保证碱稍稍过量，使盐酸被完全反应）接着，依次点击Parts Library→Glassware→Standard→Beaker（100mL），拖至平台空白处。

2.点击Parts Library→Presentation，选择Graph拖至操作处。拖动Graph左上圆心标记至烧杯，点击Property，选择temperature。在平台中选中Graph，软件左下角会显示其属性（Properties）。通过Properties，可以調整X-xais和Y-xais的数据的长度和精度，以便较精确地读出数值大小。

3.分别将HCl和NaOH加入烧杯中反应，通过控制软件上面菜单栏中暂停/开始键，可以随时开始或结束实验。然后直接清空烧杯，还原Graph为初始状态，可接着做另外一个浓度的实验。（注：容器显示的浓度可点击直接键入数字修改）。

二、中和热测定中待解决的问题与解决设想

1.教材中设定的盐酸和氢氧化钠溶液的浓度分别是0.5M和0.55M，如果在CC中模拟，这样的浓度设定合理吗？通过模拟计算得到的数值与标准中和热最优吗？基于这样，通过控制盐酸和氢氧化钠溶液的体积为50ml，改变盐酸的浓度，依次设定盐酸的浓度为2M；1M；0.5M；0.1M，氢氧化钠溶液的浓度依次增加0.05M，分别为第一到四组。

2.中和热测定的关键在于温度的测量，因而在实际实验中，如何减少热量的损耗，至关重要。

3.教材中，为了方便计算，近似认为酸和碱溶液的密度与纯水的密度一样，从而利用溶液的体积计算出质量。由于盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应不产生气体，反应前后反应体系的混合物质量不发生改变，在CC中用Balance（天平）可以先测出100ml烧杯的质量，这里需要注意地是烧杯的质量包含烧杯内的空气的质量，可以选中烧杯，选择清空烧杯的标签，得到真实烧杯的质量m1=19.86g。然后向烧杯中加入依次加入盐酸和氢氧化钠溶液，得到混合溶液与烧杯的总质量m2，扣掉空烧杯的质量，就是混合液体的质量m。

三、执行实验，实验数据汇总

四、结果与反思

1.通过与CC模拟实验中得到混合液体的质量比较来看，当溶液的浓度比较大时，其质量偏差就越大。因而，若进行实际的中和热实验时，最好将酸碱溶液的浓度控制在较小范围之内。然而在cc模拟实验中，可以通过软件中的天平进行准确测量。不仅如此，通过观察表格，ΔH*都小于ΔH，且都小于标准值，这显然是不校正质量所来的后果，这便体现出了CC模拟中和热测定的绝对优势，为教学实践的可能提供坚实的数据实证。

2.ΔH值随着浓度的减小而减小，这里可能的原因是：当溶液较稀时，中和反应所提供的热量很小，很难使混合溶液上升足够的温度，测量时会有不小的误差，因而偏小；当溶液浓度较大时，混合液的比热容不能用纯水的比热容替代，因而使得计算值偏大。通过上述一组实验可以得出盐酸浓度为1M或在附近浓度时，计算值与标准值非常接近，处于能够容忍的误差限以内。

3.综上，CC模拟中和热实验有着无与伦比的优势，一则不用直接接触实验药品和装置，就可以完全使用软件模拟，因而其所带来的成本必然会低，可操作性很强，师生的人身安全也能够有效地得到保障；二则，从实验效果来看，只要控制好酸碱溶液的浓度，就能够模拟出非常好的数据，很接近标准值，而且可重复，保持一致性，课堂效果极佳。

参考文献

[1]陈远娇，占小红.中学化学实验教学研究述评[J].新疆师范大学学报（自然科学版），2016，35（04）：69-73.

[2]林三泰，衷明华.基于手持技术的“中和反应反应热的测定”教学设计[J].江西化工，2015，（03）：186-187.

[4]苏翠萍，马建峰.一个形象、生动的化学实验模拟软件一一Crocodile Chemistry简介[J].化学教育，2008，（12）：54～57.

[5]普通高中课程标准实验教科书，化学选修4—化学反应原理，人民教育出版社[M]，4～6.

作者简介：徐伟（1992年-）男，，本科学历，化学老师，研究方向：中学化学。endprint