2017-2018學(xué)年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化(第2課時(shí))中和

1、第 2 課時(shí) 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定目標(biāo)導(dǎo)航1.通過對(duì)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定，初步學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的測定方法，對(duì)中和熱概念的理解。2.熟知中和熱測定的原理，實(shí)驗(yàn)儀器、藥品，實(shí)驗(yàn)過程與操作。3.能正確分析測定反應(yīng)熱時(shí)誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當(dāng)?shù)拇胧p少實(shí)驗(yàn)誤差?；A(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)一、中和反應(yīng)和中和熱1.中和反應(yīng)(1)定義：中和反應(yīng)是指酸和堿反應(yīng)生成鹽和水的反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是酸電離產(chǎn)生的廠H 與堿電離產(chǎn)生的 0H 結(jié)合成 H20。強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成可溶性鹽和水的離子方程式為H+ OH =HO。(aq)=H2O(l) H=- 57.3 kJmol?！竞献魈骄俊? .1.定義中的稀溶液”是指小于或等于 1 mol

2、L-1的酸堿溶液，為什么濃度不能過大?答案 因?yàn)槿芤簼舛冗^大，混合時(shí)會(huì)產(chǎn)生溶解熱效應(yīng)而影響中和熱的測定。1 1 12.2Ba(OH)2(aq) +2H2SQ(aq)=2BaSQ(s) + H2O(l)HCHCOOH(aq 片 NaOH(aq)=CHCOONa(aq)+ H2O(l) H2NHHO(aq) + HCl(aq)=NH4Cl(aq) + H2O(l)H3H、H、H3的數(shù)值均不等于 57.3 kJmol ，為什么？答案 57.3 kJ 的熱量是指強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱，有弱酸或弱堿參加的中和反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測出的中和熱的數(shù)值要低于57.3 kJ ,因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)反應(yīng)時(shí)會(huì)繼續(xù)電

3、離，電離要吸熱；在 Ba(OH)2和 H2SQ 反應(yīng)中，除生成 H2O 外，還生成了 BaSO,這部分反應(yīng)熱應(yīng)不計(jì)在中和熱內(nèi)。即：中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱，物質(zhì)的溶解熱，電解質(zhì)電離 所伴隨的熱效應(yīng)。加深(3)對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，中和熱H (aq) + OH2泡沐型料擁用泡沫塑料在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。實(shí)驗(yàn)中通3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)在大燒杯底部墊泡沫塑料 (或紙條)，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。 然后在大、 小燒杯之間填滿碎泡沫塑料 (或紙條)，大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和

4、環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達(dá)到保溫、隔熱及減少實(shí)驗(yàn)過程中熱 量損失的目的。(2) 用一量筒量取 50 mL 0.50 mol jT 鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測量鹽酸的溫度,_然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。(3) 用另一個(gè)量筒量取 50 mL 0.55 molL-1NaOH 溶液，并用溫度計(jì)測量 NaOH 溶液的溫度。(4)把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，次性倒入小燒杯中(不要灑到外面)，蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，重復(fù)(2)(4)操作三次。4 .注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)防止熱量散失，如攪拌時(shí)應(yīng)用玻璃棒，而不應(yīng)用金屬

5、棒(2)加過量堿液使酸完全反應(yīng)，堿過量對(duì)中和熱測定沒有影響。(3)數(shù)據(jù)處理時(shí)，相差較大的數(shù)據(jù)可能是偶然誤差引起的，應(yīng)舍去?！竞献魈骄俊縤.在實(shí)驗(yàn)中，大小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平，填碎紙條的作用是什么？答案 兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了 達(dá)到保溫、二、中和熱的測定1 裝置及儀器If環(huán)形玻璃攪胖棒溫度計(jì)屮和熱的測左2實(shí)驗(yàn)原理過測定酸堿中和反應(yīng)過程中所放出的熱量計(jì)算中和熱。并把量筒中的 NaOH 溶液一(絲)攪拌。燒杯3隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。42.酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的 NaOH 溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入?答案因?yàn)樵搶?shí)

6、驗(yàn)的關(guān)鍵是盡可能減少熱量的損失，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失多而使實(shí) 驗(yàn)誤差增大。重點(diǎn)難點(diǎn)探究一、中和熱測定實(shí)驗(yàn)的誤差分析【例 1】 用“偏高”、“偏低”或“不變”填空。(1) 大燒杯上如不蓋硬紙板，測得中和熱的數(shù)值 _。(2) 若將環(huán)形玻璃攪拌棒改成“銅棒”，測得中和熱的數(shù)值_。在實(shí)驗(yàn)中用“ 50 mL 0.5 molL”的鹽酸與 50 mL 0.55 molLNaOH 反應(yīng)測定中和熱，若把 50 mL 的 NaOH 改成 60 mL,測得中和熱的數(shù)值 _ 。(4)_最后記錄的溫度不是最高溫度，測得中和熱的數(shù)值 _。量取 NaOH 溶液和稀鹽酸時(shí)，均仰視刻度線，測得中和熱的數(shù)值 _ 。答案(1

7、)偏低(2)偏低(3)不變(4)偏低(5)偏高【反思?xì)w納】中和熱實(shí)驗(yàn)誤差分析測得的數(shù)據(jù)若不是 57.3 kJmol，產(chǎn)生誤差的原因可能有：(1) 量取溶液的體積有誤差(測量結(jié)果是按 50 mL 的酸、堿進(jìn)行計(jì)算的，若實(shí)際量取時(shí)，大于 50 mL或小于 50 mL 都會(huì)造成誤差)。(2) 溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。(3) 實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。(4) 混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。(5) 隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。(6) 測了酸后的溫度計(jì)未用水清洗便立即去測堿的溫度，會(huì)使熱量損失而引起誤差。變式訓(xùn)練 1 實(shí)驗(yàn)室利用如圖裝置進(jìn)行中和熱的測定，請(qǐng)回答下列問題：(1)該

8、圖中有兩處未畫出，它們是 _, _。在操作正確的前提下，提高中和熱測定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是 _ 。碑泡沫5如用 0.5 molL的鹽酸與 NaOH 固體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則實(shí)驗(yàn)中測得的“中和熱”數(shù)值將 _ (填“偏大”、“偏小”、“不變”)；原因是 _6答案(1)環(huán)形玻璃攪拌棒泡沫塑料板或硬紙板(2) 提高裝置的保溫效果(3) 偏大氫氧化鈉固體溶于水放熱二、中和熱測定實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)記錄與處理【例 2】 利用如圖所示裝置測定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：用量筒量取 50 mL 0.50 molL-1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸的溫度，然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈；用另一量筒量取50 mL0.55 molL1NaOH 溶液

9、，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；將 NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液最高溫度?；卮鹣铝袉栴}:(1)_ 使鹽酸與 NaOH溶液混合均勻的正確操作是 _A. 用溫度計(jì)小心攪拌B. 揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C. 輕輕地振蕩燒杯D.用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 gcm_3,又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容4.18 Jg-1C1。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)“丿起始溫度11/C終止溫度t2/C鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液20.020.123.2務(wù)220.220.423.4320.520.623.6依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)

10、測得的中和熱H=_(結(jié)果保留一位小數(shù)(3)_ (填“能”或“不能”)用 Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由解析(1)使鹽酸與 NaOH 溶液混合均勻的正確操作： 用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕 地?cái)噭?dòng)。(2)取三次實(shí)驗(yàn)的平均值代入公式計(jì)算即可。-環(huán)形玻璃攪拌棒-溫搜卄碎起沬塑料720.1 + 20.020.2 + 20.420.6 + 20.5一1一13一1 g CX 10 kJJX(23.420.3)C0.025 mol 51.8 kJmol因?yàn)榱蛩崤c Ba(OH)2溶液反應(yīng)時(shí)生成 BaSQ 沉淀的生成熱會(huì)影響反應(yīng)的反應(yīng)熱，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶

11、液和鹽酸。答案 (1)D(2) 51.8 kJmol1(3)不能 fSQ 與 Ba(OH)2反應(yīng)時(shí)生成 BaSQ 沉淀的生成熱會(huì)影響反應(yīng)的中和熱變式訓(xùn)練 2 實(shí)驗(yàn)室用 50 mL 0.50 molL1鹽酸、50 mL 0.55 molL1NaOH 溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn)，得到表中的數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度tC終止溫度t2/C鹽酸NaOH 溶 液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9環(huán)形菠嘀汕變計(jì)完成下列問題:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是 _ ，不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是 _經(jīng)數(shù)據(jù)處理，t211= 3.4C。則

12、該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱H=_ 鹽酸和 NaOH 溶液的密度按 1 gcm3計(jì)算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按 4.18 Jg1C1計(jì)算。若將 NaOH 溶液改為相同體積、相同濃度的氨水，測得中和熱為H,貝UH與H的即=20.323.2 + 23.4 + 23.63=23.4所以H=-1100 mL X 1 gmLX4.18 J8關(guān)系為 H_(填“V”“”或“ =” ) H,理由是_答案 上下攪動(dòng)（或輕輕攪動(dòng)）Cu 傳熱快，熱量損失多（2） 56.8 kJmol1（3） NHH2O 電離吸熱解析（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，讓 NaOH 和 HCl 盡可能快地完全反應(yīng)是減小誤差的一個(gè)方面，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃

13、攪拌棒上下攪動(dòng)， 做好保溫工作是減小誤差的另一個(gè)重要方面。由于銅絲傳熱快，熱量損失多，所以選用環(huán)形玻璃攪拌棒，而不用銅絲攪拌棒。（2） H=（100 gX4.18X10 kJg C x3.4C） -0.025 mol = 56.8 kJmol 。（3）因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的，將NaOH 溶液改為相同體積、相同濃度的氨水反應(yīng)后放出的熱量少，所以H HD隨堂達(dá)標(biāo)檢測-1.下列關(guān)于中和熱的說法中正確的是（）A. 10 L 0.1 molL一1NaOH 溶液與 10 L 0.1 molL一1鹽酸反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱是中和熱B. 1 mol HCl 氣體通入 1 L 0.01 molL1NaOH 溶液中

14、反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱是中和熱C. 1 mol CH3C00H-57.3 kJmolB. HNO(aq) + NHH2O(aq)=HO(l) + NHNO(aq)-1 H-57.3 kJmolC. CH3COOH(aq)KOH(aq)=H2O(l) CH3COOK(aq)-1H-57.3 kJmol-1答案 D解析 A 項(xiàng)中 H= 57.3 kJmol-1,錯(cuò)；B、C 兩項(xiàng)中，NHHO CHCOOl 為弱電解質(zhì)，電離時(shí)需吸收熱量，分別與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，放出的熱量小于57.3 kJ，故 H-157.3 kJmol , B、C 錯(cuò)。二、中和熱測定實(shí)驗(yàn)儀器與操作4測定稀鹽酸和氫氧化鈉稀溶液中和熱實(shí)

15、驗(yàn)中沒有使用的儀器有：大、小燒杯；容量瓶；量筒；環(huán)形玻璃攪拌棒；試管；溫度計(jì)；蒸發(fā)皿；托盤天平中的()A. B .C. D .答案 B解析 本題主要考查中和熱測定實(shí)驗(yàn)中儀器的使用問題， 該實(shí)驗(yàn)中用到大、 小燒杯、 溫度計(jì)、 量筒、13環(huán)形玻璃攪拌棒，沒有用到容量瓶、試管、蒸發(fā)皿和托盤天平，故B 項(xiàng)正確。5.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱的測定實(shí)驗(yàn)時(shí)除需要大燒杯(500 mL) 、小燒杯 (100 mL) 外，所用的其他儀器和試劑均正確的一組是 ()A.0.50 molL-1鹽酸，0.50 mol-1L NaO H 溶液，100 mL 量筒 1 個(gè)B.0.50 molL-1鹽酸，0.55 mol-1L NaO

16、 H 溶液，100 mL 量筒 2 個(gè)C.0.50 molL-1鹽酸，0.55 mol-1L NaO H 溶液，50 mL 量筒 1 個(gè)D.0.50 molL-1鹽酸，0.55 mol-1L NaO H 溶液，50 mL 量筒 2 個(gè)答案 D_一1一1解析 本實(shí)驗(yàn)中為了保證 0.50 molL的鹽酸完全被中和， 采用 0.55 molLNaOH 溶液, 使堿稍過量，故 A 項(xiàng)不符合；所需酸、堿量均為 50 mL 故 B 項(xiàng)不符合；酸、堿分別用不同 的量筒量取，故 C 項(xiàng)不符合。6關(guān)于中和熱測定的說法錯(cuò)誤的是（）A. 實(shí)驗(yàn)需用到的主要玻璃儀器包括大、小燒杯、溫度計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒及泡沫塑料板、碎

17、泡沫塑料（或硬紙板、碎紙條）等B. 鹽酸與某強(qiáng)堿中和放出的熱量隨反應(yīng)物的用量改變而改變，但中和熱不變C.NaOH 稍過量的目的是保證鹽酸完全被NaOH 中和D. 測定結(jié)果準(zhǔn)確與否的關(guān)鍵是盡量減小熱量損失及準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度等答案 A7.中和熱測定實(shí)驗(yàn)中，下列操作一定會(huì)降低實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性的是（）A. 用滴定管取所用藥品B. NaOH 溶液在倒入小燒杯時(shí)，有少量濺出C. 大、小燒杯體積相差較大，夾層間放的碎泡沫塑料較多iD.測量 HCI 溶液的溫度計(jì)用水洗凈后再用來測NaOH 溶液的溫度答案 B解析 NaOH 溶液在倒入小燒杯時(shí)，有少量濺出，實(shí)驗(yàn)中生成水的量減少，放出的熱量減小，測得中和熱的數(shù)

18、值不準(zhǔn)。三、中和熱測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與計(jì)算TL&為了測定酸堿反應(yīng)的中和熱，計(jì)算時(shí)至少需要的數(shù)據(jù)是（）14酸溶液的濃度和體積堿溶液的濃度和體積比熱容反應(yīng)后溶液的質(zhì)量（單位：kg）生成水的物質(zhì)的量反應(yīng)前后溫度變化操作所需的時(shí)間A. B .C. D .全部答案 C一3&丄 l 丄”口4.18x10m（溶液）（t211）”解析根據(jù)H=- 可知，C 正確。n（H2O）9.已知含 1 mol NaOH 的稀溶液與含 1 mol HCl 的稀溶液反應(yīng)可放出 57.3 kJ 的熱量，則含0.05 mol H2SQ 的濃硫酸與足量的稀NaOH 溶液反應(yīng)，放出的熱量為（）15A. 5.73 kJ B

19、 . 5.73 kJC.v5.73 kJ D .無法判斷答案 B解析 NaOH 與 HCl 反應(yīng)的實(shí)質(zhì)為 H+ OH =h2O,l卩 1 mol H+與 1 mol OH反應(yīng)時(shí)放出 57.3 kJ 的熱量。0.05 mol 的 HbSQ 中n(H+) = 0.1 mol，與足量的 OH 反應(yīng)，放出 5.73 kJ 的熱量, 注意：濃 HSO稀釋時(shí)還放出部分熱量。10.將VimL 1.00 mol1HCl 溶液和V2mL 未知濃度的 NaOH 溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+Va= 50 mL)。下列敘述正確的是()A.做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為 22CB. 該

20、實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能一1C. NaOH 溶液的濃度約為 1.00 molLD. 該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 答案 B解析 從圖中曲線可以看出，溫度為22C時(shí)，V1為 5 mL,則Va為 45 mL,此時(shí)已經(jīng)開始發(fā)生反應(yīng)，所以 22C一定不是室溫，A 錯(cuò)；曲線隨V1增多而升高，隨反應(yīng)的進(jìn)行，溶液溫度升高，說明反應(yīng)放熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，B 正確；當(dāng)V= 30 mL 時(shí)溫度最高，說明此時(shí)兩證明有水生成的其他反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，D 錯(cuò)。(1)用含 20 g NaOH 的稀溶液跟足量稀鹽酸反應(yīng)放出 _ kJ 的熱量。用含 2 mol HSO4的稀溶液跟足量稀 NaOH 反應(yīng)，此反應(yīng)的中

21、和熱H為_ 。(3)_如果將(1)反應(yīng)中的者恰好完全反應(yīng)，則c(NaOH)=30 mLX1.00 mol20 mL一1-L=1.5 mol 一1, C 錯(cuò)；該實(shí)驗(yàn)不能能力提升11.已知 H (aq) + OH(aq)=H2O(l)一1一 H=- 57.3 kJmol ，回答下列問題:16稀鹽酸換成稀醋酸，反應(yīng)放出的熱量 _ (填“大于”、“小于”或“等于” )(1)中反應(yīng)放出的熱量。答案 (1)28.65(2) 57.3 kJmol (3)小于170.5 mol，所以 0.5 mol NaOH 與足量稀鹽酸反應(yīng)放出的熱量為-L1鹽酸和 50 mL 0.55 molL一1燒堿溶液反應(yīng)，能生一1一

22、1. 成 0.027 5 mol H2O,而 50 mL 0.50 molL鹽酸與 50 mL 0.55 molL燒堿溶液反應(yīng)只 能生成 0.025 molH2O,因此所放出的熱量不相等；中和熱是指在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成 1 mol H2O 時(shí)所放出的熱量，與酸、堿的用量無關(guān)，因此所求中和熱相等(4)2.35 拓展探究 13.某實(shí)驗(yàn)小組用 0.50 molL1NaOH 溶液和 0.50 molL一1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測定，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。（1）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（中和熱為 57.3 kJmol1）:取 50 mLNaOH 溶液和 30 mL 硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如

23、下表。請(qǐng)?zhí)顚懴卤碇械目瞻?解析(1)4020gl40 gmol0.5 molX57.3 kJmol1=28.65 kJ 。據(jù)中和熱的定義可知,中和熱與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的物質(zhì)的量的多少無關(guān)，中和熱一157.3 kJmol因醋酸為弱酸，用 NaOH 中和時(shí)，需不斷地電離出 ，而電離過程中要吸收熱量，故反應(yīng)放出12.50 mL 0.50 molL一1鹽酸與 50 mL 0.55 molL1NaOH 溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題:（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是,燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，則求得的中和熱數(shù)值實(shí)驗(yàn)中若改用 60 mL 0.50 molL1鹽酸跟 50 mL 0.55 molL1NaOH 溶液進(jìn)行反應(yīng),（填“相等”或“不相等”），所求中和熱的數(shù)值（填“相等”或“不相等”），理由是_與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量（4）三次平行操作測得的數(shù)據(jù)中，起始時(shí)鹽酸與燒堿溶液溫度相