測定中和反應(yīng)熱（課件）高考化學(xué)實驗(共20張PPT)

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測定中和反應(yīng)熱

理解中和熱的概念

能以中和熱的測定為例掌握反應(yīng)熱的測定方法；

能進(jìn)行誤差分析，采取措施減少實驗誤差。

實驗?zāi)康?/p>

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中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗

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)、

試劑0.50mol·L－1鹽酸、mol·L－1NaOH溶液

（為了保障鹽酸完全中和，采用稍過量的氫氧化鈉）

實驗準(zhǔn)備

實驗原理

測量原理：

用溫度計測量反應(yīng)前后體系的溫度變化，根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來計算反應(yīng)熱。

Q：中和反應(yīng)放出的熱量

m：體系的質(zhì)量

C：體系的比熱容

Δt：反應(yīng)前后體系溫度的差值

Q＝c·m·Δt

測量儀器：

簡易量熱計

(以鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)為例)

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

思考討論

（1）測量哪些數(shù)據(jù)？

（2）如何利用數(shù)據(jù)計算反應(yīng)熱？

（3）如何提高實驗的準(zhǔn)確度？

鹽酸&NaOH的溫度

反應(yīng)后體系的溫度（最高溫度）

Q=(m1+m2)×c×（t2-t1）

H=Q/n（H2O）

減少熱量散失，降低實驗誤差。

使反應(yīng)物迅速混合并充分反應(yīng)，保持體系的溫度均勻。

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

實驗步驟

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

【實驗操作】

（1）反應(yīng)物溫度的測量t1。

①用量筒量取50mL0.50mol/L鹽酸，打開杯蓋，倒入量熱計的內(nèi)筒，蓋上杯蓋，插入溫度計，測量并記錄鹽酸的溫度(數(shù)據(jù)填入下表)。用水把溫度計上的酸沖洗干凈，擦干備用。

②用另一個量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，用溫度計測量并記錄NaOH溶液的溫度（數(shù)據(jù)填入下表）。

實驗步驟

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

【實驗操作】

（2）反應(yīng)后體系溫度的測量t2。

打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻速攪拌。密切關(guān)注溫度變化，將________溫度記為反應(yīng)后體系的溫度。

（3）重復(fù)上述步驟（1）至步驟（2）兩次。

數(shù)據(jù)處理

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

(1)取鹽酸溫度和NaOH溶液溫度的平均值記為反應(yīng)前體系的溫度(t1)。

計算溫度差(t2-t1)，將數(shù)據(jù)填入下表。

實驗次數(shù)反應(yīng)物的溫度/℃反應(yīng)前體系的溫度反應(yīng)后體系的溫度溫度差

鹽酸NaOH溶液t1/℃t2/℃(t2－t1)/℃

1

2

3

（t2-t1若異常要舍去）

(2)取三次溫度差的平均值作為計算依據(jù)。

(3)根據(jù)溫度差和比熱容計算反應(yīng)熱。

為了計算簡便，可以近似的認(rèn)為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計的比熱容，則：

①50mL鹽酸的質(zhì)量m1=50g,50mLNaOH溶液質(zhì)量m2＝50g；

②反應(yīng)后生成的溶液的比熱容c＝4.18J/(g.℃)，50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量為：

(m1+m2)·c·(t2-t1)=________

0.418(t2-t1)kJ

③生成1mol水時放出的熱量為。

0.418(t2-t1)

0.025

kJ

HCl(aq)+NaOH(aq)＝H2O(l)+NaCl(aq)

111Q1

0.025mol0.025mol0.025molQ=0.418(t2-t1)kJ

數(shù)據(jù)處理

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

注意事項

實驗探究——中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定

（1）為了保證0.50mol·L－1的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使堿稍稍過量，因為過量的堿并不參加中和反應(yīng)。（酸稍微過量也可以）

（2）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(jìn)行中和熱的測定，但在計算時，應(yīng)取二者中量少的一種，因為過量的酸/堿并不參加中和反應(yīng)。

（6）多次試驗求平均值時，若有某一組的實驗數(shù)據(jù)有明顯偏差，應(yīng)直接舍去。

（7）隔熱層的作用是保溫隔熱，減少熱量損失。

思考交流

1、能否用濃硫酸代替鹽酸？對結(jié)果會產(chǎn)生什么影響？

不能。濃硫酸溶解于水時放熱，所測數(shù)值會偏大。

2、實驗中是否可以更換溫度計？

不能，會存在儀器誤差。

3、能否測完酸后直接測量堿的溫度？那如何操作？

不能，殘留的酸與堿反應(yīng)，造成酸堿消耗，熱量損失。測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干再測別的溶液。

4、能否將NaOH分多次倒入熱量計中？

不能，操作時動作要快，盡量減少熱量的散失。

5、為什么NaOH的濃度稍稍比酸大？

為了保證鹽酸完全被中和

6、玻璃攪拌棒能否用金屬攪拌棒代替？

不能。原因是金屬質(zhì)攪拌器易導(dǎo)熱，造成熱量損失。

誤差分析

實驗過程中有哪些因素會造成實驗誤差？

①裝置本身缺陷：

②實驗操作：

③數(shù)據(jù)處理：

如動作慢，造成熱量損失

保溫性能差

酸堿溶液的比熱容和密度均大于水

采用近似值計算，

中和熱

①測定中和熱使用的若是強酸、強堿的稀溶液

(即反應(yīng)滿足H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l))，則生成1molH2O放出的熱量為定57.3kJ。

(1)定義：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水和可溶性鹽時所釋放的熱量。

(2)注意事項：

②測定中和熱使用的若是弱酸、弱堿的稀溶液，由于弱酸、弱堿在電離時會吸熱，所以生成1molH2O放熱小于57.3kJ。

③測定中和熱使用的若是酸、堿的濃溶液，由于酸、堿的濃溶液在稀釋時會放熱，所以生成1molH2O放熱大于57.3kJ。

課堂檢測

1．用如圖所示的裝置進(jìn)行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定。下列說法正確的是()

A．如圖條件下實驗過程中沒有熱量損失

B．玻璃攪拌器可用銅質(zhì)材料代替

C．為了使反應(yīng)均勻進(jìn)行，藥品可以分幾次

加入

D．分別測量NaOH與醋酸和硫酸中和反應(yīng)

的反應(yīng)熱，數(shù)值不同

D

2、在測定中和熱的實驗中，下列說法正確的是（）

A．使用環(huán)形玻璃攪拌器是為了加快反應(yīng)速率，減小實驗誤差

B．為了準(zhǔn)確測定反應(yīng)混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應(yīng)與小燒杯底部接觸

C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應(yīng)，如所取的溶液體積相等，則測得的中和熱數(shù)值相同

D．在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有量筒、燒杯、酒精燈、溫度計等

A

課堂檢測

A

A

課堂檢測

3、關(guān)于中和熱的測定實驗，下列說法正確的是（）

A．在實驗中，溫度計只使用2次

B．為了使反應(yīng)進(jìn)行的更完全，可以使酸或堿適當(dāng)過量

C．向盛裝酸的燒杯中加堿時要小心緩慢以免灑出

D．用鐵絲代替玻璃棒攪拌，會使測得的中和熱數(shù)值偏大

B

課堂檢測

4、下列有關(guān)中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實驗的說法正確的是()

A、溫度計能代替玻璃攪拌器，用于攪拌反應(yīng)物

B、強酸與強堿反應(yīng)生成1molH2O(l)釋放的熱量都約為57.3kJ

C、測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱實驗中，讀取混合溶液不再變化時的溫度為終止溫度

D、某同學(xué)通過實驗測得鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)生成lmolH2O(1)放出的熱量為52.3kJ，造成這一結(jié)果的原因不可能是所用酸、堿溶液濃度過大

C

課堂檢測

5、50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1NaOH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算中和反應(yīng)反應(yīng)熱。

(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃儀器是_____________。

(2)如果不蓋杯蓋，所求得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱的絕對值將會__________

(3)實驗中改用60mL0.50mol·L-1鹽酸跟50mL0.55mol·L-1N