中和反應反應熱測定

中和反應反應熱的測定一、實驗目的1.理解并掌握強酸和強堿反應的中和熱的計算原理；2.掌握強酸和強堿反應的中和熱的測定步驟；3.掌握強酸和強堿反應的中和熱測定中的誤差分析。二、實驗原理1.反應原理：

H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)；△H＝－57.3kJ/mol2.計算方法：（強酸和強堿反應）

Q=mCΔt（1）其中Q:中和反應放出的熱量。

m:反應混合液的質量。

C：反應混合液的比熱容。

△t：反應前后溶液溫度的差值（2）因為m=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）中和熱計算公式：三、實驗用儀器和藥品1、實驗儀器：大燒杯（500mL）、小燒杯（100mL）溫度計、量筒（50mL）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)形玻璃攪拌棒。2、實驗藥品：

0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液。

3、實驗裝置如下圖所示：四、實驗步驟

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，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上一頁圖形所示。（實驗裝置圖）2.用一個量筒最取50mL0.50mol/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50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，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溶液，并準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。1.大、小燒杯放置時，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對此裝置，你有何更好的建議？2.溫度計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，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.實驗中所用HCl和NaOH的物質的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？五、實驗過程中的疑點、難點解析1.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達到保溫隔熱、減少實驗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）會使實驗結果更準確。2.因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使疑難點解析結果：總溶液的質量增加，而導致實驗結果誤差。3.因為本實驗的關鍵是測反應的反應熱，若動作遲緩，將會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。實驗所測得的數(shù)據(jù)若不是為57.3kJ/mol，則產生誤差可能的原因是：1.量取溶液的體積有誤差（測量結果是按50mL的酸、堿進行計算，若實際量取時，多于50mL或小于50mL都會造成誤差）。2.溫度計的讀數(shù)有誤。3.實驗過程中有液體灑在外面。六、實驗誤差分析4.混合酸、堿溶液時，動作緩慢，導致實驗誤差。5.隔熱操作不到位，致使實驗過程中熱量損失而導致誤差。6.測了酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測堿的溫度，致使熱量損失而引起誤差。

七、學以致用1.本實驗中若把50mL0.50mol/L的鹽酸改為50mL0.50mol/L醋酸，所測結果是否會有所變化？為什么？2.若改用100mL0.50mol/L的鹽酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？參考答案：1.會有所變化。因為醋酸為弱電解質，其電離時要吸熱，故將使測得結果偏小。2.否。因中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同八、加強鞏固和復習1.了解中和反應的反應熱(中和熱)的概念及應用。2．通過中和反應反應熱的測定，初步學習測定化學反應反應熱的實驗方法。3．能正確分析測定反應熱時的誤差產生的原因，并能采取適當措施減小誤差。

1．中和反應中和反應即酸和堿相互作用生成鹽和水的反應，其實質是酸電離產生的

和堿電離產生的

結合生成難電離的水。強酸、強堿之間的中和反應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)生中和反應生成

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

ΔH＝－57.3kJ/mol。

1中和熱與中和反應的反應熱辨析(1)中和熱指中和反應每生成1molH2O時的反應熱，與強酸、強堿的類別無關。任何中和反應的中和熱都相同。但是不同的中和反應，其反應熱可能不同。(2)有弱酸或弱堿參加的中和反應，其中和熱的數(shù)值都小于57.3，這是因為反應時弱酸或弱堿發(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，放出熱量114.6kJ。下列熱化學方程式中，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方程式中的化學計量數(shù)為各物質的物質的量，可以為整數(shù)，也可以為分數(shù)，然后根據(jù)生成一定量水所放出的熱量進行分析和計算。1molBa(OH)2與足量稀鹽酸反應生成2molH2O，共放出熱量114.6kJ，則生成1molH2O放出熱量57.3kJ，放熱反應ΔH<0，故A、D錯誤，B、C正確。答案：

BC1．實驗方法解析某些化學反應的反應熱可以用實驗方法測得，用來測量反應熱的儀器稱為“量熱器”，測量操作是：將反應器置于充滿水的絕熱容器中，當反應放熱時，其熱量即傳入水中，根據(jù)水的質量、比熱和水溫的變化求出反應所放出的熱量。2．實驗過程體驗【實驗用品】儀器：大燒杯(500mL)、小燒杯(100mL)、溫度計、量筒(50mL)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)形玻璃攪拌棒。試劑：0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液?！緦嶒灧桨浮?/p>

1．實驗步驟(1)設計裝置如圖。(2)用一個量筒量取50mL0.50mol/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。并將溫度計上的酸用水沖洗干凈。(3)用另一個量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用溫度計測量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，測量混合溶液的

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

2．實驗室進行中和熱的測定的實驗時除需要大燒杯(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B．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，100mL量筒2個C．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒1個D．0.50mol/L鹽酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒2個解析：本實驗中為了保證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項不符合；所需酸、堿量均為50mL，故B項不符合；酸、堿分別用不同的量筒量取，故C項不符合。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，測定溶液的溫度。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。當溫度保持穩(wěn)定時，記錄讀數(shù)，取出裝反應液的燒杯，倒出溶液，清洗干凈，保持內外杯壁干燥。重復進行三次實驗。用這一實驗可以粗略測定中和熱。

(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是________________________________________________。(2)要重復進行三次實驗的目的是________________________________________________。(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)實驗中若改用60mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1燒堿溶液進行上述反應，與上述實驗相比，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)三次平行操作測得數(shù)據(jù)中，起始時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℃，則最終代入計算式的溫度差的平均值為________℃。解答本題，首先要明確實驗的原理，“量熱器”的組成以及造成實驗誤差的原因，然后按實驗步驟進行分析和判斷。(1)碎紙屑的作用為減少實驗過程中的熱量損失。(2)重復實驗的目的是減少實驗誤差。(3)不蓋泡沫塑料板會損失部分熱量，故所測結果偏小。(4)由中和熱概念可知，中和熱是以生成1mol水為標準的，而與過量部分的酸堿無關。(5)中所測溫度2.9℃顯然是錯誤的，代入計算式的溫度應是①和②的平均值。

答案：

(1)保溫、隔熱，減少實驗過程中熱量的損失(2)減少實驗過程中的誤差(3)偏小(4)不相等相等因為60mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1燒堿溶液反應能生成0.0275molH2O，而50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1燒堿溶液反應只能生成0.025molH2O，因此所放出的熱量不同。但中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所放出的熱量，與酸、堿的用量無關，因此所求中和熱相等(5)2.35中和反應的反應熱的測定實驗中要注意以下問題(1)酸堿溶液應當用強酸、強堿的稀溶液(0.1～0.5mol/L)。①測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測定中和熱時不能用弱酸或弱堿，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，它們電離時要吸收一部分熱量。

(2)要使用同一支溫度計分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù)。(3)實驗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)操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。(5)實驗時亦可選用濃度、體積都不相同的酸堿溶液進行中和熱的測定，但在計算時，應取二者中量小的一種，因為過量的酸堿并不參與中和反應。

1．(1)在中和熱測定實驗中能否用金屬(不與酸反應)質環(huán)形攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒？(2)實驗中為何使用0.55mol/LNaOH溶液而不用0.50mol/L的NaOH溶液？答案：

(1)不能，因為金屬易導熱，會造成熱量損失，增大實驗誤差。(2)保證0.50mol/L的鹽酸全部反應，提高實驗的精確度。 含有11.2gKOH的稀溶液與1L0.1mol/L的H2SO4溶液反應，放出11.46kJ的熱量，表示該反應中和熱的化學方程式為(

)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方程式時，應以生成1molH2O(l)為標準來配平其余物質的化學計量數(shù)，故答案為D。

答案：

D利用熱化學方程式表示中和熱時，要注意生成物H2O前的化學計量數(shù)為1；且熱化學方程式的書寫也應符合一般熱化學方程式書寫的要求。2．已知反應：①101kPa時，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的反應熱為221kJ/molC．稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為－57.3kJ/molD．稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量解析：

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

A

1．下列說法正確的是(

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

ΔH＝－57.3kJ/mol答案：

C

2．強酸和強堿在稀溶液里反應的熱化學方程式可表示為：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行的反應，Q1、Q2的關系正確的是(

)A．Q1＝Q2＝57.3

B．Q1>Q2>57.3C．Q1<Q2＝57.3 D．無法確定解析：

硝酸是強電解質，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?？傮w關系：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溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如下圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50mL)。下列敘述正確的是(

)A．做該實驗時環(huán)境溫度為22℃B．該實驗表明化學能可能轉化為熱能C．NaOH溶液的濃度約為1.0mol/LD．該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應解析：

中和反應為放熱反應，B對；中和反應有水生成，但有水生成的不一定是放熱反應，如H2＋CuOH2O＋Cu是吸熱反應，D錯；從表中分析可知，當加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL，反應后溫度為22℃，故實驗時環(huán)境溫度小于22℃，A錯；加入HCl溶液30mL反應放熱最多，應是酸堿正好中和，故c(NaOH)＝1.0mol/L·30mL/20mL＝1.5mol/L，C錯。答案：

B

4．(思維拓展題)實驗室用50mL0.50mol·L－1鹽酸、50mL0.55mol·L－