中和热测定

1第一节化学反应与能量的变化（学案）第三课时【学习目标】:认识中和热的概念，掌握中和热的测定原理及方法。【重、难点】:中和热的测定实验【学习过程】三、中和热1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成molH2O，这时的反应热叫中和热。2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=－57.3kJ/mol3.注意：①.中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol水为标准；强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。浓的强酸与强碱中和时，稀释过程放热，所以它们参加中和反应时的中和热大于57.3kJ/mol。弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。②.中和反应对象为稀溶液。这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H＋）≤1mol/L，碱溶液中的c（OH－）≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。四、中和热的测定实验1．实验用品大烧杯个(500mL)、小烧杯个(100mL)、温度计、量筒个(50mL)、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有个小孔)、搅拌棒。0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。2．实验原理实验原理：用50mL（大约50g）0.50mol/L的盐酸与50mL（大约50g）0.55mol/L氢氧化钠设t1:反应前两溶液的平均温度。t2:反应后溶液温度c=4.18J/（g·℃）试求Q的表达式和中和热表达式：Q=mc(t2－t1)=0.418（t2－t1）kJ0.418（t2－t1）△H=——————————kJ/mol0.025H+(aq)十OH-(aq)＝H2O(1)；△H≈—57.3kJ/mol3．实验步骤(1)在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，该实验也可在保温杯中进行。(2)用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。(3)用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。(4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌捧轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记入下表。(5)重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差（t2-t1）/℃HClNaOH平均值123(6)根据买验数据计算中和热。4．数据处理为了使计算简便一些，我们近似地认为：2(1)0.50mol/L盐酸和0.55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL、0.50mol/L盐酸的质量m1＝50g，50mL、0.55mol/LNaOH溶液的质量m2＝50g。(2)中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)，由此可以计算出，50mL、0.50mol/L盐酸与50mL、0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1十m2)·c·(t2-t1)＝0.418(t2-t1)kJ。又因50mL、0.50mol/L盐酸中含有0.025mol的HCl，0.025mol的HCl与0.025molNaOH发生中和反应，生成0.025molH2O，放出的热量是0.418(t2-t1)kJ，所以生成1molH2O时放出的热量即中和热为：0.418（t2－t1）△H=——————————kJ/mol≈—57.3kJ/mol0.0255．注意事项(1)为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。(2)实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中还有弱酸（碱）电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。【思考一】：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。【思考二】：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。【思考三】：酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？答案：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。【思考四】：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1，而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？答案：为了保证0.50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。例1.已知H(aq)+OH(aq)=H2O(1)△H=—57.3kJ\mol,计算下列中和反应中放出的热量。(1).用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____kJ的热量.(2).用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量.解:n(NaOH)=20g/40g.mol=0.5moln(KOH)=28g/56g.mol=0.5mol则放热均为：57．3kI／mol0．5mol=28.7kJ。例2．50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1烧碱溶液在如下图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是____________。（2）烧杯间填满碎纸屑的作用是________________________。（3）大烧杯若不盖硬纸板，求得的中和热数值将_____________（填偏大、偏小或无影响）。（4）实验中改用60mL0.50mol·L-1的盐酸跟40mL0.50mol·L-1的烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量_________（填相等或不等），所示的中和热____________，（填相等或不等），简述理由：__________________________________________________________。（5）若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同，而终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为①2.3℃②2.4℃③2.9℃，则最终代入计算式的温差均值为__________℃。答案：（1）环形玻璃搅拌棒。3（2）减少实验过程中放出热量的损失。（3）偏小。（4）不等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱的用量无关。（5）2.35【基础达标】1.下列说法正确的是()。A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量B.1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热叫做中和热D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液2.测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有:①大、小烧杯;②容量瓶;③量筒;④环形玻璃搅拌棒;⑤试管;⑥温度计;⑦蒸发皿;⑧托盘天平中的()。A.①②⑥⑦B.②⑤⑦⑧C.②③⑦⑧D.③④⑤⑦3.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,又知电解质的电离是吸热过程。向1L0.5mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是()。A.ΔH1ΔH2ΔH3B.ΔH1ΔH3ΔH2C.ΔH1=ΔH3ΔH2D.ΔH1ΔH3ΔH24.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-57.3kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()。A.-69.4kJ·mol-1B.-45.2kJ·mol-1C.+45.2kJ·mol-1D.+69.4kJ·mol-15.用50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1℃,终止温度为23.4℃,反应后溶液的比热容为4.18J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm-3,则中和反应生成1mol水时放热()。A.55.2kJB.391kJC.336kJD.1.38kJ6.将V1mL1.00mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是()。A.做该实验时环境温度为22℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应7.已知盐酸与硫酸跟烧碱的稀溶液反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=Q1kJ·mol-1,又知:H2SO4(aq)+2KOH(aq)K2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=Q2kJ·mol-1。则Q1和Q2的关系是()。A.Q1=Q2B.2Q1=Q2C.Q1Q2D.无法判断8.中和热测定实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是()。A.用滴定管取所用药品4B.NaOH溶液在倒入小烧杯时,有少量溅出C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较多D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度9.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,回答下列问题。(1)用含20gNaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出kJ的热量。(2)用含2molH2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应,此反应的中和热为。(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸,反应放出的热量(填“大于”“小于”或“等于”)原来(1)放出的热量。解析:(1)=0.5mol,所以0.5molNaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0.5mol×57.3kJ·mol-1=28.65kJ。(2)据中和热的定义可知,中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关,中和热为57.3kJ·mol-1。(3)因醋酸为弱酸,用NaOH中和时,需不断地电离出H+,而电离过程要吸收热量,故反应放出的热量会减小。答案:(1)28.65(2)57.3kJ·mol-1(3)小于10.11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46kJ的热量,该反应的热化学方程式为,则KOH与H2SO4的中和热为。【拓展提升】11.某实验小组用0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。Ⅰ.配制0.50mol·L-1NaOH溶液(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液,至少需要称量NaOH固体g。名称托盘天平(带砝码)小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒仪器序号abcdef(2)从上图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母):。Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ·mol-1):。(2)取50mLNaOH溶液和30m