中和熱測定試驗中的若干問題

1、中和熱測定實驗中的若干問題一、中和熱測定實驗中的問題（1）教材有注，“為了保證 mol - L-1的鹽酸完全被中和，采用 mol L-1NaOH溶液，使堿稍稍過量”，那可不可以用 mol - L-1 NaOH與mol - L-1 HCl ,讓酸稍稍過量呢答案：不是“可以與不可以”而是“不宜”。原因是稀鹽酸比較穩(wěn)定， 取50 mL mol - L-1 HCl,它的物質的量就是 mol , 而NaOH§液極易吸收空氣中的 CO2如果恰好取50 mL mol - L-1 NaOH就很難保證有 mol NaOH與反應去中和 mol 的 HCl。（2）為了確保NaOHf肖稍過量，可不可以取體積

2、稍稍過的mol - L-1 NaOH溶液呢回答：是可以的。比如“量取 51 mL（或5 2mL） mol L-1NaOH溶液"。只是（m1+m2泄不是100 g,而是101 g或102 g。 （3）關于量HCl和NaOH的起始溫度“ t1/ C”不能以空氣的溫度去代替酸堿溶液的溫度；也不能以水的溫度去代替酸堿溶液的溫度，因為空氣、水和溶液（這里是酸堿）的溫度是有差別的，會明顯影響實驗結果。為了使NaOHF口 HCl溶液的溫度穩(wěn)定，最好是把配成的溶液過夜后使用。最好不求HCl和NaOHB種溶液溫度的平均值。兩者的溫度懸殊差別越大，實驗結果越是失去意義，最好是兩種 溶液的溫度相同。辦法是

3、：用手握住燒杯使溫度低的溶液略有升高，或用自來水使溫度高的溶液略微降溫，以達到兩種 溶液溫度相同的目的。讀者注意：中和熱的測定最好在20c左右的環(huán)境溫度條件下進行，不宜低于10c以下，否則低溫環(huán)境容易散熱，會使中和熱的測定值明顯偏低。為什么采用環(huán)形玻璃棒攪拌混合液，可不可以用普通玻璃棒能不能用振蕩的方法混勻溶液環(huán)形玻璃棒的優(yōu)點在于：上下移動攪拌的面積大、范圍廣（切不可把環(huán)形玻璃棒移出混合液的液面?。?，混合均勻，普通玻璃棒顯然不具有這種優(yōu)點。金屬環(huán)形棒也不行。至于振蕩混合液，一定會有部分混合液附著在燒杯壁，這樣散失的熱量會使中和熱的測定值偏低。強酸與弱堿，強堿與弱酸的中和反應熱值如何估計鑒于弱酸

4、、弱堿在水溶液中只能部分電離，因此，當強酸與弱堿、強堿與弱酸發(fā)生中和反應時同時還有弱堿和弱 酸的不斷電離（吸收熱量，即電離熱）。所以，總的熱效應比強酸強堿中和時的熱效應值mol）要小一些。值得注意的是，有少數(shù)弱電解質（如氫氟酸）電離時會放熱，它與 NaOH的中和熱會大于kJ/mol（實為kJ/mol）。酸堿的濃度該有個什么大小范圍太大、太小對測定值會有什么影響如果強酸強堿溶液的濃度太大，混合時由于體積增大，離子繼續(xù)擴散水合產生熱效應。離子的水合熱大于擴散熱，使 總過程放熱，使得測得的熱值偏高。但是酸堿溶液的濃度也不可太小，否則中和反應放出的熱太少，溫度變化不大， 不易測出。經(jīng)驗指出，測定中和熱

5、的酸堿的濃度大小范圍以在mol - L-1mol - L-1之間為宜。本測定有許多難以克服的概略因素：反應容器（燒杯、環(huán)形玻璃棒攪拌器）要吸收一些熱量，反應混合液的空間要散失一些熱量，以及量取溶液體積、溫度計讀數(shù)以及溫度計的精確度等都會產生一些誤差，所以本測定只能是近似測 定強酸強堿的中和熱值二、中和熱測定實驗八問1、測定酸堿中和熱為什么要用稀溶液答：中和熱是酸堿在稀溶液中發(fā)生中和反應生成l mol水時所放出的熱量，為什么要指明在稀溶液中呢因為如果在濃溶液中，即使是強酸或強堿，由于得不到足夠的水分子，因此也不能完全電離為自由移動的離子。在中和反應過程中會伴隨著酸或堿的電離及離子的水化，電離要吸

6、收熱量，離子的水化要放出熱量，不同濃度時這個 熱量就不同，所以中和熱的值就不同，這樣就沒有一個統(tǒng)一標準了。2、為什么強酸強堿的中和熱是相同的答：在稀溶液中，強酸和強堿完全電離，所以它們的反應就是H+W OH結合成H2O的反應，每生成lmol水放出的熱量（中和熱）是相同的，均為 kJ /mol。3、為什么弱酸、弱堿參加的中和反應的中和熱小于57 . 3 kJ /mol答：弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離，存在著電離平衡。弱酸或弱堿參與中和反應的同時，伴隨著電離，電離過程要吸收熱量，此熱量就要由H+與OH結合成水分子放出的熱量來抵償，所以總的來說中和熱小于kJ/mol 。4、是什么原因使中和熱測定

7、結果往往偏低答：按照課本中所示裝置進行中和熱測定，往往所測結果偏低，造成如此現(xiàn)象的主要原因有：（1）儀器保溫性能差。課本中用大小燒杯間的碎紙片來隔熱保溫，其效果當然不好，免不了熱量散失，所以結果 偏低，這是主要原因；（2）實驗中忽略了小燒杯、溫度計所吸收的熱量，因此也使結果偏低；（3）計算中假定溶液比熱容為 4. 18 J/ （gC）,密度為1 g/cm3,實際上這是水的比熱容和密度，酸堿溶液 的比熱容、密度均較此數(shù)大，所以也使結果偏低。5、為何說保溫效果差是造成中和熱測定值偏低的主要原因答：實驗中溫度升高得不多，所以燒杯、玻璃棒吸收的熱量甚小，影響不大；而酸、堿溶液是稀溶液，實際密度對比 熱

8、容與水相差甚微；所以此影響更微弱。因此說，結果偏低的主要原因是保溫性能差，若能改進裝置，比如用保溫杯 代替燒杯，使保溫性能良好，就更能接近理論值。6、離子方程式 H+ OH-=H2a弋表了酸堿中和反應的實質，能否用此代表所有中和反應的離子方程式答：離子方程式書寫要求“將難電離或難溶的物質以及氣體等用化學式表示"，所以弱酸、弱堿參與中和反應時應以分子的形式保留。例如，醋酸和氫氧化鈉的離子方程式就應當寫為：HAC+OH-=Ac-+H2O只有可溶性強酸強堿的離子方程式才可能如此表示。7、為什么中和熱測定中要用稍過量的堿能不能用過量的酸答：這是為了保證堿（或酸）能夠完全被中和。H+W OH-

9、相互接觸碰撞才能發(fā)生反應，如果用等量的酸、堿，隨著反應的進行，H+與OH相互碰撞接觸的機會越來越少，越來越困難，可能有一部分H+與OH就不能反應，而在一種微粒過量的情況下，則大大增加了另一種微粒完全反應的機會。不能用過量的酸，因為堿中含有雜質碳酸鈉，酸過量就會有酸與碳酸鹽反應導致中和熱測定不準.8為什么要用環(huán)形玻璃棒攪拌若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會不會有影響答 為了使反應充分.若用鐵絲取代環(huán)行玻璃棒會使鐵與酸反應放出熱量而且鐵絲傳熱快，使測量值偏低三、儀器和試劑：大燒杯（500 mL）、小燒杯（100 mL）、溫度計、量筒（50 mL）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個小孔）、環(huán)

10、形玻璃攪拌棒。mol/L 鹽酸、mol/L NaOH溶液。四、步驟：1 .在大燒杯底墊泡沫塑料 （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，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒 通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，如圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。2 .用一個量筒量取 50 mL mol/L 鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計 上的酸用水沖洗干凈。3 .用另一個量筒量取 50 mL mol/L NaOH 溶液，并用溫度計測量 NaOH&

11、#167;液的溫度，記入下表。4 .把溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH§液一次倒入小燒杯（注意不要?0到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。5 .重復實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。6 .根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算中和熱。為了使計算簡便一些，我們近似地認為：（1） mol/L 鹽酸和 mol/LNaOH 溶液的密度都是 1 g/cm3 ,所以 50 mL mol/L 鹽酸的質量 m1=50g, 50 mL mol/L NaOH 溶液的質量m2=50 g。（2）中和后生成的溶液的比熱容c= J/（

12、g C）,由此可以計算出，50 mL mol/L 鹽酸與50 mL mol/L NaOH 溶液發(fā)生中和反應時放出的熱量為：（m1+m2） c （t2-t1）=（t2-t1） kJ ,又因50 mL mol/L 鹽酸中含有 mol的HCl , mol的HCl與mol NaOH發(fā)生中和反應，生成 mol H2O ,放出的熱量是（t2-t1） kJ ,所以，生成1 mol H2O時放出的熱量即 中和熱為：（t2-t1） kJ/mol.五、注意事項1 .作為量熱器的儀器裝置，其保溫隔熱的效果一定要好。因此，可以用保溫杯來做，也可用塊狀聚苯乙烯泡沫塑 料制成與小燒杯外徑相近的絕熱外套來做，以保證實驗時的

13、保溫隔熱效果。如果按教材中的方法做，一定要使小燒杯 杯口與大燒杯杯口相平，這樣可以減少熱量損失。2 .鹽酸和NaOH§液濃度的配制須準確，且 NaOH§液的濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測得的中和熱更準確，所 用鹽酸和NaOH的濃度宜小不宜大，如果濃度偏大，則溶液中陰、陽離子間的相互牽制作用就大，表觀電離度就會 減小，這樣酸堿中和時產生的熱量勢必要用去一部分來補償未電離分子的離解熱，造成較大誤差（偏低）。3 .宜用有分刻度的溫度計，且測量時應盡可能讀準，并估讀到小數(shù)點后第二位。溫度計的水銀球部分要完全浸沒 在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測溫度的精度。4 .實驗

14、操作時動作要快，以盡量減少熱量的散失。.選擇題（共4小題）1. (2016?蘆溪縣三模)已知 H+OH H2O生成1mol H2O放出熱量，下列過程中放出熱量為的是()A. 1mol H2SO與足量的NaOH§液反應B.稀鹽酸與氨水反應生成1mol H 2OC.稀鹽酸與 Ba (OH 2溶液反應生成1mol H2OD.稀NaOHW 98嗾硫酸反應生成 1mol H2O2. (2016春？福建校級期中)下列中和反應中放出熱量最多的是()A. 100 mL mol/L 的 HCl 和 50 mL mol/L 的 NaOHf混合B. 80mL mol/L 的 HCl 和 80 mL mol

15、/L 的 NaOH§液相混合C. 80mL mol/L的WSQ和 80 mL mol/L的 NaOlH§液相混合D. 50mL mol/L的HSQ和 50 mL mol/L的脂。§液相混合3. (2016 春？松原校級期中)已知反應： 2C( s) +Q (g) =2CO(g) H=- 221kJ/mol稀溶?中，H+ ( aq) +OH (aq) =H?O (l) H=- mol下列結論正確的是()A.碳的燃燒熱為 H=- kJ/molB. 1molC (s)所具有的能量一定高于1molCO(g)所具有的能量C.稀硫酸與稀NaOH§液反應的中和熱為 H

16、=- kJ/molD.稀醋酸與稀NaOHl反應生成1 mol水，也放出kJ熱量4. (2016 春？新鄉(xiāng)校級月考)已知 H (aq) +OH (aq) =hbO (l ) AH=- mol,向 50mL2mol/L 的 NaOH§液中加入 1mol/L的某種酸恰好完全反應，測得加入酸的體積與反應放出熱量的關系如下圖所示(不考慮熱量的散失)，則該酸可能是A.醋酸(CHCOOH B.鹽酸C.草酸(HOOC COOHD.硫酸二.填空題(共8小題)5. (2015秋？肇慶校級月考)L WSQ與L KOH§液完全反應，放出的熱量，該反應的中和熱為 ,其表示 中和熱的熱化學方程式為 .

17、6. (2009秋？和平區(qū)校級月考)I .強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱化學方程式：H+ (aq) +OH (aq) HO (1) H=- ?mol 11L ?L t的NaOH§液中加入稀醋酸、濃硫酸、稀硝酸，恰好完全反應時的熱效應分別為Hi、 H2、 H3則三者關系為 (用V、或二表示).II .在飽和Mg (OH 2溶液中c (OH) =x 10 4mol/L若往該溶液中加入 NaOH§液，使溶液中的 c (OH)變?yōu)樵瓉淼?0倍，則Mg (OH 2在此溶液中的溶解度在理論上將變?yōu)樵瓉淼?倍.7. (2012秋？蘇仙區(qū)校級期中)？L 1 H2SQ溶液與？L t Na

18、OH§液完全反應，放出的熱量，由此可推知H2SO與NaOH發(fā)生中和反應的中和熱為 ,表不該中和熱的熱化學方程式為 .(溶液狀態(tài)用aq表不)8. (2016春？南寧校級期中)用 50mL L鹽酸與50mL L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應.通過測定反應過 程中所放出的熱量可計算中和熱.回答下列問題：(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 .(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是 .(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 .(填“偏大、偏小、無影響”)(4)如果用L鹽酸與50mL L NaOH§液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量 (填“相等、不相等”

19、)， 所求中和熱 (填“相等、不相等”).簡述理由.溫度計硬紙板辟布料 泡沫9. （2016春？沈陽校級期中）實驗室用 50mL ?L 1鹽酸、50mL ?NaO哈液利用上圖裝置，進行測定中和熱的實驗.假 設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm3,又知中和后生成溶液的比熱容c= （g?C）.為了計算中和熱，實驗時還需測量的數(shù)據(jù)有（填序號） .A.反應前鹽酸的溫度B.反應前鹽酸的質量C.反應前氫氧化鈉溶液的溫度D.反應前氫氧化鈉溶液的質量E.反應后混合溶液的最高溫度F.反應后混合溶液的質量.10. （2016春？沈陽校級期中）如圖所示 A為泡沫塑料板，上面有兩個小孔，分別插入溫度計和環(huán)形玻璃攪

20、拌棒，兩個 小孔不能開得過大，其目的是 ;若實驗中不加蓋泡沫塑料板，則求得的中和熱數(shù)值（填偏大、偏小、無 影響）.11. （2015春？長春校級期末）用 L鹽酸與LNaOH§液在如圖所示的裝置中進行中和反應.通過測定反應過程中所放出 的熱量可計算中和熱.回答下列問題：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 ,除此之外還有一處錯誤的是 （2）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值（絕對值） （填“偏大、偏小、無影響”）.12. （2015秋？景洪市校級期末）用 L鹽酸與LNaO僚液在如圖所示的裝置中進行中和反應.通過測定反應過程中所放 出的熱量.回答下列問題：(1)從實驗裝置

21、上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是 .(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是 .(3)大燒杯上如不蓋硬紙板，測得反應熱數(shù)值 (填“偏大、偏小、無影響”)(4)如果用L鹽酸與LNaO哈液進行反應，與上述實驗相比，測得中和熱數(shù)值與上述實驗相比 (填“相 等、不相等”)，簡述理由(5)實驗中，鹽酸與 NaO哈液是快速混合好還是慢速混合好 ;(填“快速”或“慢速”)理由是.卜澧鼻計三.解答題(共4小題)13. (2016春？高安市校級期中)某實驗小組同學進行如下實驗，以檢驗化學反應中的能量變化.請回答下列問題:(1)實驗中發(fā)現(xiàn)，反應后中的溫度升高；中的溫度降低.由此判斷鋁條與鹽酸的反應是熱反應，Ba(OH 2?

22、8H2O與NHCl的反應是 熱反應.反應過程 (填“”或"")的能量變化可用圖2表木.(2)現(xiàn)有如下兩個反應：( A) NaOH+HGbNaCl+hhO( B) 2FeCl3+CL2FeCl 2+CUCI2(1)以上兩個反應能設計成原電池的是 (2)寫出設計原電池正、負極電極反應式 .14. (2016春？鶴崗校級期中)50mL L鹽酸跟50mL L NaOH溶液在圖所示的裝置 中進行中和反應，通過測定反應過程 中所放出的熱量可計算反應熱.(1)燒杯間填滿泡沫塑料的作用是 ;(2)大燒杯上若不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 (填“偏大”、“偏小”、“無影響”)(3)如下圖所示，儀器A的名稱是 ;在實驗過程中，如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液