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DSE 化學|酸鹼與中和 備課指引(導師用)|pH、滴定與中和熱

DSE 化學|酸鹼與中和 備課指引(導師用)|pH、滴定與中和熱

  • 2026-11-01

學生識講「酸有 H⁺」,但一見 pH 就當它是一條要背的公式。這一堂要把 pH 還原成濃度的另一種寫法:pH 只是把 [H⁺] 取負對數,濃度每差十倍,pH 就差一。

本堂目標 學生能夠:① 由強酸濃度直接算 pH,並解釋弱酸為何 pH 偏高;② 用 n = cV 算中和所需體積;③ 用 q = mcΔT 算中和熱並說明為何實測值低於文獻值。

01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)

以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:

技能 快檢題 過關標準
摩爾與濃度 n = cV 中 V 用什麼單位 dm³,即 cm³ 除以 1000
對數 log 10 等於多少 1
能量單位 1 kJ 等於多少 J 1000 J

02 課堂流程(60 分鐘)

時間 環節 導師做什麼 學生做什麼
0–8 分 溫故:n = cV 濃度的三種算法 學生口算 25 cm³ × 0.1 M
8–20 分 pH 是濃度的鏡 0.010 M HCl 的 pH 算出 pH 2.00
20–32 分 弱酸為何 pH 高 CH₃COOH 0.10 M 算出 pH 2.87
32–44 分 滴定摩爾比 0.125 M HCl 要幾多 cm³ 算出 20.0 cm³
44–54 分 中和熱 q = mcΔT 再除摩爾 算出 58.8 kJ/mol
54–60 分 離場檢查 三題收回即批 獨立完成

03 講解腳本(照著說就可以)

第一幕:pH 不是新東西,只是濃度的另一種寫法

0.010 M HCl 完全電離,[H⁺] = 0.010 M,pH = −log 0.010 = 2.00。稀釋十倍變 0.0010 M,pH 變 3.00。導師要在白板寫兩行並列,讓學生看見「濃度除十、pH 加一」。

板書重點:pH 不是新東西,只是濃度的另一種寫法

第二幕:弱酸:pH 高不是因為酸少,是因為未電離

0.10 M CH₃COOH 的 Ka = 1.8×10⁻⁵,[H⁺] = √(Ka·c) = 1.34e-03 M,pH = 2.87。同樣 0.10 M 的 HCl pH 是 1.00,差 1.87 只是因為大部分醋酸分子未放氫離子。

板書重點:弱酸:pH 高不是因為酸少,是因為未電離

第三幕:中和熱:先算熱,再除摩爾

25.0 cm³ 0.100 M NaOH 與 25.0 cm³ 0.125 M HCl 混合,總質量 50 g,升溫 0.7 K。q = mcΔT = 50×4.2×0.7 = 147 J;n = 0.0025 mol;ΔH = 58.8 kJ/mol。文獻值約 57.3,差額來自熱散失與溫度計誤差。

板書重點:中和熱:先算熱,再除摩爾

04 必教題型與步驟

題型 例子 步驟 答案
計算 強酸 pH pH = −log c 2.00
計算 弱酸 pH 先 √(Ka·c) 再取 log 2.87
滴定體積 1:1 中和 c₁V₁ = c₂V₂ 20.0 cm³
能量 中和熱 q = mcΔT ÷ n 58.8 kJ/mol
合理性檢查(一定要教):單位先統一:cm³ 一律先除 1000 變 dm³ 才乘濃度。弱酸用 √(Ka·c) 之前要確認 Ka 夠小,否則要解二次方程。量熱法要扣走溫度計與杯的熱容量,否則 ΔH 偏大。

05 獨立練習三題

題目 答案 想觀察什麼
0.010 M HCl 的 pH 2.00 −log 0.010
0.10 M CH₃COOH(Ka = 1.8×10⁻⁵)的 pH 2.87 √(1.8×10⁻⁵×0.10)
中和 25.0 cm³ 0.100 M NaOH 所需 0.125 M HCl 體積 20.0 cm³ n = cV 再除 c
上述混合液升溫 0.7 K 的 ΔH 58.8 kJ/mol q = mcΔT ÷ n

06 學生常見錯誤與糾正句

錯誤 學生通常這樣寫 導師這樣說
cm³ 直接乘濃度 25 × 0.100 = 2.5 mol 「25 係 cm³,唔係 dm³,除 1000 先係 0.0025。」
弱酸當強酸算 0.10 M 醋酸 pH = 1.00 「醋酸只電離百分之一,pH 應該係 2.87。」
中和熱忘記除摩爾 答 147 kJ/mol 「呢個係 J,仲要除 0.0025 mol 先係每摩爾。」
滴定用錯摩爾比 H₂SO₄ 當 1:1 計 「一條 H₂SO₄ 有兩個 H⁺,體積要減半。」

07 家課建議(直接指到練習卷題號)

08 離場檢查(最後 5 分鐘)

題目 答案 判定
0.010 M HCl 的 pH 2.00 答對=可進緩衝溶液
0.10 M 醋酸的 pH 2.87 錯=下堂重講 Ka
25.0 cm³ 0.100 M NaOH 需 0.125 M HCl 幾多 cm³ 20.0 cm³ 錯=重練 n = cV

09 導師常問

pH 一定要用計算機嗎?

DSE 卷一不允許,所以只會考 0.10、0.010 這類十的次方,要練到心算。

為何中和熱不是每種酸都一樣?

強酸強鹼完全電離,本質都是 H⁺ + OH⁻;弱酸要先電離,吸收部分能量,放熱較少。

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