中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.理解并掌握強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱的計(jì)算原理；2.掌握強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱的測(cè)定步驟；3.掌握強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱測(cè)定中的誤差分析。二、實(shí)驗(yàn)原理1.反應(yīng)原理：

H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)；△H＝－57.3kJ/mol2.計(jì)算方法：（強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)）

Q=mCΔt（1）其中Q:中和反應(yīng)放出的熱量。

m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。

C：反應(yīng)混合液的比熱容。

△t：反應(yīng)前后溶液溫度的差值（2）因?yàn)閙=V酸ρ酸＋V堿ρ堿、V酸=V堿=50mL；而酸的濃度是0.50mol/L、堿的濃度是0.55mol/L；且ρ酸=ρ堿=1g/cm3、C=4.18J/（g·℃）。所以Q=0.418（t2－t1）kJ。（3）中和熱計(jì)算公式：三、實(shí)驗(yàn)用儀器和藥品1、實(shí)驗(yàn)儀器：大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）溫度計(jì)、量筒（50mL）兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。2、實(shí)驗(yàn)藥品：

0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。

3、實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：四、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。然后再在大、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)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上一頁(yè)圖形所示。（實(shí)驗(yàn)裝置圖）2.用一個(gè)量筒最取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。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50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。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，記入上表。5.重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱。1.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？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？2.溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？3.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？4.實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？五、實(shí)驗(yàn)過程中的疑點(diǎn)、難點(diǎn)解析1.兩杯口相平，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)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。2.因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(cè)堿液的溫度，若不沖洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使疑難點(diǎn)解析結(jié)果：總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。3.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。4.為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，也是可以的。實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的數(shù)據(jù)若不是為57.3kJ/mol，則產(chǎn)生誤差可能的原因是：1.量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按50mL的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50mL或小于50mL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。六、實(shí)驗(yàn)誤差分析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(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

七、學(xué)以致用1.本實(shí)驗(yàn)中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？參考答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同八、加強(qiáng)鞏固和復(fù)習(xí)1.了解中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(中和熱)的概念及應(yīng)用。2．通過中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定，初步學(xué)習(xí)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法。3．能正確分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)的誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當(dāng)措施減小誤差。

1．中和反應(yīng)中和反應(yīng)即酸和堿相互作用生成鹽和水的反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是酸電離產(chǎn)生的

和堿電離產(chǎn)生的

結(jié)合生成難電離的水。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿之間的中和反應(yīng)一般都可用離子方程式H＋＋OH－===H2O表示。H＋OH－2．中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成

molH2O時(shí)的反應(yīng)熱(即所放出的熱量)。(2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/mol。

1中和熱與中和反應(yīng)的反應(yīng)熱辨析(1)中和熱指中和反應(yīng)每生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的類別無關(guān)。任何中和反應(yīng)的中和熱都相同。但是不同的中和反應(yīng)，其反應(yīng)熱可能不同。(2)有弱酸或弱堿參加的中和反應(yīng)，其中和熱的數(shù)值都小于57.3，這是因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)弱酸或弱堿發(fā)生電離需要吸收熱量。1．含1molBa(OH)2的稀溶液與足量鹽酸反應(yīng)，放出熱量114.6kJ。下列熱化學(xué)方程式中，正確的是(雙選)(

)A．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)===BaCl2(aq)＋2H2O(l)ΔH＝＋114.6kJ/molB．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)===BaCl2(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ/mol

解析：

解答本題首先要明確熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為各物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以為整數(shù)，也可以為分?jǐn)?shù)，然后根據(jù)生成一定量水所放出的熱量進(jìn)行分析和計(jì)算。1molBa(OH)2與足量稀鹽酸反應(yīng)生成2molH2O，共放出熱量114.6kJ，則生成1molH2O放出熱量57.3kJ，放熱反應(yīng)ΔH<0，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確。答案：

BC1．實(shí)驗(yàn)方法解析某些化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得，用來測(cè)量反應(yīng)熱的儀器稱為“量熱器”，測(cè)量操作是：將反應(yīng)器置于充滿水的絕熱容器中，當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)，其熱量即傳入水中，根據(jù)水的質(zhì)量、比熱和水溫的變化求出反應(yīng)所放出的熱量。2．實(shí)驗(yàn)過程體驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)用品】?jī)x器：大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)、溫度計(jì)、量筒(50mL)兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個(gè)小孔)、環(huán)形玻璃攪拌棒。試劑：0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液?！緦?shí)驗(yàn)方案】

1．實(shí)驗(yàn)步驟(1)設(shè)計(jì)裝置如圖。(2)用一個(gè)量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。并將溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。(3)用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。(4)把套有蓋板的

和

，放入小燒杯中的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯，蓋好蓋板，用

輕輕攪動(dòng)，測(cè)量混合溶液的

，記入下表。(5)重復(fù)步驟(2)～(4)三次。溫度計(jì)環(huán)形玻璃攪拌棒環(huán)形玻璃攪拌棒最高溫度2．?dāng)?shù)據(jù)記錄及處理數(shù)據(jù)記錄表溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差(t2－t1)/℃HClNaOH平均值123平均值中和熱測(cè)定的思路分析

2．實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱的測(cè)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)除需要大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)外，其他所用的儀器和試劑均正確的一組是(

)A．0.50mol/L鹽酸，0.50mol/LNaOH溶液，100mL量筒1個(gè)B．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，100mL量筒2個(gè)C．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒1個(gè)D．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒2個(gè)解析：本實(shí)驗(yàn)中為了保證0.50mol/L的鹽酸完全被中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使堿稍過量，故A項(xiàng)不符合；所需酸、堿量均為50mL，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。答案：

D

在800mL的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50mL0.50mol·L－1鹽酸的200mL燒杯放到大燒杯中，兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋，通過蓋子插入一根玻璃攪拌棒(末端呈半圓環(huán)的玻璃棒)和一只溫度計(jì)，測(cè)定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50mL0.55mol·L－1燒堿溶液，蓋好，攪拌溶液，觀察溫度的變化。當(dāng)溫度保持穩(wěn)定時(shí)，記錄讀數(shù)，取出裝反應(yīng)液的燒杯，倒出溶液，清洗干凈，保持內(nèi)外杯壁干燥。重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)。用這一實(shí)驗(yàn)可以粗略測(cè)定中和熱。

(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是________________________________________________。(2)要重復(fù)進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)的目的是________________________________________________。(3)燒杯如果不蓋泡沫塑料板，所求得的中和熱數(shù)值將________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。(4)實(shí)驗(yàn)中若改用60mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1燒堿溶液進(jìn)行上述反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”)，理由是____________________________________________________________________。(5)三次平行操作測(cè)得數(shù)據(jù)中，起始時(shí)鹽酸與燒堿溶液溫度相同，而終止溫度與起始溫度之差(t2－t1)分別為①2.3℃，②2.4℃，③2.9℃，則最終代入計(jì)算式的溫度差的平均值為________℃。解答本題，首先要明確實(shí)驗(yàn)的原理，“量熱器”的組成以及造成實(shí)驗(yàn)誤差的原因，然后按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行分析和判斷。(1)碎紙屑的作用為減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。(2)重復(fù)實(shí)驗(yàn)的目的是減少實(shí)驗(yàn)誤差。(3)不蓋泡沫塑料板會(huì)損失部分熱量，故所測(cè)結(jié)果偏小。(4)由中和熱概念可知，中和熱是以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)的，而與過量部分的酸堿無關(guān)。(5)中所測(cè)溫度2.9℃顯然是錯(cuò)誤的，代入計(jì)算式的溫度應(yīng)是①和②的平均值。

答案：

(1)保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失(2)減少實(shí)驗(yàn)過程中的誤差(3)偏小(4)不相等相等因?yàn)?0mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1燒堿溶液反應(yīng)能生成0.0275molH2O，而50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1燒堿溶液反應(yīng)只能生成0.025molH2O，因此所放出的熱量不同。但中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O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(5)2.35中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要注意以下問題(1)酸堿溶液應(yīng)當(dāng)用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液(0.1～0.5mol/L)。①測(cè)定中和熱不能用濃酸或濃堿，因濃酸或濃堿溶于水一般都要放熱。②測(cè)定中和熱時(shí)不能用弱酸或弱堿，因弱酸或弱堿在水溶液中不能完全電離，若改用弱酸或弱堿，它們電離時(shí)要吸收一部分熱量。

(2)要使用同一支溫度計(jì)分別先后測(cè)量酸、堿及混合液的溫度時(shí)，測(cè)定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時(shí)間再記下讀數(shù)。(3)實(shí)驗(yàn)中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能使用。(4)操作時(shí)動(dòng)作要快，盡量減少熱量的散失。(5)實(shí)驗(yàn)時(shí)亦可選用濃度、體積都不相同的酸堿溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定，但在計(jì)算時(shí)，應(yīng)取二者中量小的一種，因?yàn)檫^量的酸堿并不參與中和反應(yīng)。

1．(1)在中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中能否用金屬(不與酸反應(yīng))質(zhì)環(huán)形攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？(2)實(shí)驗(yàn)中為何使用0.55mol/LNaOH溶液而不用0.50mol/L的NaOH溶液？答案：

(1)不能，因?yàn)榻饘僖讓?dǎo)熱，會(huì)造成熱量損失，增大實(shí)驗(yàn)誤差。(2)保證0.50mol/L的鹽酸全部反應(yīng)，提高實(shí)驗(yàn)的精確度。 含有11.2gKOH的稀溶液與1L0.1mol/L的H2SO4溶液反應(yīng)，放出11.46kJ的熱量，表示該反應(yīng)中和熱的化學(xué)方程式為(

)中和熱是以生成1molH2O(l)所放出的熱量來定義的，故書寫中和熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以生成1molH2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，故答案為D。

答案：

D利用熱化學(xué)方程式表示中和熱時(shí)，要注意生成物H2O前的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1；且熱化學(xué)方程式的書寫也應(yīng)符合一般熱化學(xué)方程式書寫的要求。2．已知反應(yīng)：①101kPa時(shí)，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/mol。下列結(jié)論正確的是(

)A．稀硫酸與稀NaOH溶液的中和熱為57.3kJ/molB．①的反應(yīng)熱為221kJ/molC．稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為－57.3kJ/molD．稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量解析：

只看反應(yīng)的表面含義，忽略了概念的本質(zhì)而錯(cuò)選BC。B項(xiàng)，未指明“吸”“放”熱或“＋”“－”號(hào)，不正確。C項(xiàng)，中和熱的定義中，已指明是放出熱量，不用“－”號(hào)，不正確。D項(xiàng)，醋酸為弱酸，電離要吸熱，放出熱量應(yīng)小于57.3kJ，故正確答案為A。答案：

A

1．下列說法正確的是(

)A．中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量B．1mol酸與1mol堿完全反應(yīng)放出的熱量是中和熱C．在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱D．表示中和熱的離子方程式為：H＋＋OH－===H2O

ΔH＝－57.3kJ/mol答案：

C

2．強(qiáng)酸和強(qiáng)堿在稀溶液里反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－Q1kJ·mol－1HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－Q2kJ·mol－1上述均是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，Q1、Q2的關(guān)系正確的是(

)A．Q1＝Q2＝57.3

B．Q1>Q2>57.3C．Q1<Q2＝57.3 D．無法確定解析：

硝酸是強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離生成H＋，故Q2＝57.3。而醋酸是弱酸，電離成H＋過程中吸收熱量，故Q1<57.3。總體關(guān)系：Q1<Q2＝57.3。選C。答案：

C

3．(2011·青島高二期末)將V1mL1.00mol/LHCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1＋V2＝50mL)。下列敘述正確的是(

)A．做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃B．該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可能轉(zhuǎn)化為熱能C．NaOH溶液的濃度約為1.0mol/LD．該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)解析：

中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B對(duì)；中和反應(yīng)有水生成，但有水生成的不一定是放熱反應(yīng)，如H2＋CuOH2O＋Cu是吸熱反應(yīng)，D錯(cuò)；從表中分析可知，當(dāng)加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL，反應(yīng)后溫度為22℃，故實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度小于22℃，A錯(cuò)；加入HCl溶液30mL反應(yīng)放熱最多，應(yīng)是酸堿正好中和，故c(NaOH)＝1.0mol/L·30mL/20mL＝1.5mol/L，C錯(cuò)。答案：

B

4．(思維拓展題)實(shí)驗(yàn)室用50mL0.50mol·L－1鹽酸、50mL0.55mol·L－