中和反应反应热测定

中和反应反应热的测定一、实验目的1.理解并掌握强酸和强碱反应的中和热的计算原理；2.掌握强酸和强碱反应的中和热的测定步骤；3.掌握强酸和强碱反应的中和热测定中的误差分析。二、实验原理1.反应原理：

H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)；△H＝－57.3kJ/mol2.计算方法：（强酸和强碱反应）

Q=mCΔt（1）其中Q:中和反应放出的热量。

m:反应混合液的质量。

C：反应混合液的比热容。

△t：反应前后溶液温度的差值（2）因为m=V酸ρ酸＋V碱ρ碱、V酸=V碱=50mL；而酸的浓度是0.50mol/L、碱的浓度是0.55mol/L；且ρ酸=ρ碱=1g/cm3、C=4.18J/（g·℃）。所以Q=0.418（t2－t1）kJ。（3）中和热计算公式：三、实验用仪器和药品1、实验仪器：大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。2、实验药品：

0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。

3、实验装置如下图所示：四、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相平。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，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如上一页图形所示。（实验装置图）2.用一个量筒最取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）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入上表。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。6.根据实验数据计算中和热。1.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？2.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？3.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？4.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？五、实验过程中的疑点、难点解析1.两杯口相平，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。2.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，会使疑难点解析结果：总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。3.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。4.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，也是可以的。实验所测得的数据若不是为57.3kJ/mol，则产生误差可能的原因是：1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50mL或小于50mL都会造成误差）。2.温度计的读数有误。3.实验过程中有液体洒在外面。六、实验误差分析4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。

七、学以致用1.本实验中若把50mL0.50mol/L的盐酸改为50mL0.50mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？2.若改用100mL0.50mol/L的盐酸和100mL0.55mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？参考答案：1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得结果偏小。2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同八、加强巩固和复习1.了解中和反应的反应热(中和热)的概念及应用。2．通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。3．能正确分析测定反应热时的误差产生的原因，并能采取适当措施减小误差。

1．中和反应中和反应即酸和碱相互作用生成盐和水的反应，其实质是酸电离产生的

和碱电离产生的

结合生成难电离的水。强酸、强碱之间的中和反应一般都可用离子方程式H＋＋OH－===H2O表示。H＋OH－2．中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成

molH2O时的反应热(即所放出的热量)。(2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/mol。

1中和热与中和反应的反应热辨析(1)中和热指中和反应每生成1molH2O时的反应热，与强酸、强碱的类别无关。任何中和反应的中和热都相同。但是不同的中和反应，其反应热可能不同。(2)有弱酸或弱碱参加的中和反应，其中和热的数值都小于57.3，这是因为反应时弱酸或弱碱发生电离需要吸收热量。1．含1molBa(OH)2的稀溶液与足量盐酸反应，放出热量114.6kJ。下列热化学方程式中，正确的是(双选)(

)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：

解答本题首先要明确热化学方程式中的化学计量数为各物质的物质的量，可以为整数，也可以为分数，然后根据生成一定量水所放出的热量进行分析和计算。1molBa(OH)2与足量稀盐酸反应生成2molH2O，共放出热量114.6kJ，则生成1molH2O放出热量57.3kJ，放热反应ΔH<0，故A、D错误，B、C正确。答案：

BC1．实验方法解析某些化学反应的反应热可以用实验方法测得，用来测量反应热的仪器称为“量热器”，测量操作是：将反应器置于充满水的绝热容器中，当反应放热时，其热量即传入水中，根据水的质量、比热和水温的变化求出反应所放出的热量。2．实验过程体验【实验用品】仪器：大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。试剂：0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。【实验方案】

1．实验步骤(1)设计装置如图。(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。并将温度计上的酸用水冲洗干净。(3)用另一个量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。(4)把套有盖板的

和

，放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，用

轻轻搅动，测量混合溶液的

，记入下表。(5)重复步骤(2)～(4)三次。温度计环形玻璃搅拌棒环形玻璃搅拌棒最高温度2．数据记录及处理数据记录表温度实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差(t2－t1)/℃HClNaOH平均值123平均值中和热测定的思路分析

2．实验室进行中和热的测定的实验时除需要大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)外，其他所用的仪器和试剂均正确的一组是(

)A．0.50mol/L盐酸，0.50mol/LNaOH溶液，100mL量筒1个B．0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，100mL量筒2个C．0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒1个D．0.50mol/L盐酸，0.55mol/LNaOH溶液，50mL量筒2个解析：本实验中为了保证0.50mol/L的盐酸完全被中和，采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍过量，故A项不符合；所需酸、碱量均为50mL，故B项不符合；酸、碱分别用不同的量筒量取，故C项不符合。答案：

D

在800mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50mL0.50mol·L－1盐酸的200mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50mL0.55mol·L－1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。

(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是________________________________________________。(2)要重复进行三次实验的目的是________________________________________________。(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(4)实验中若改用60mL0.50mol·L－1盐酸和50mL0.55mol·L－1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“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)，理由是____________________________________________________________________。(5)三次平行操作测得数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2－t1)分别为①2.3℃，②2.4℃，③2.9℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为________℃。解答本题，首先要明确实验的原理，“量热器”的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。(2)重复实验的目的是减少实验误差。(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果偏小。(4)由中和热概念可知，中和热是以生成1mol水为标准的，而与过量部分的酸碱无关。(5)中所测温度2.9℃显然是错误的，代入计算式的温度应是①和②的平均值。

答案：

(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2)减少实验过程中的误差(3)偏小(4)不相等相等因为60mL0.50mol·L－1盐酸和50mL0.55mol·L－1烧碱溶液反应能生成0.0275molH2O，而50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1烧碱溶液反应只能生成0.025molH2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等(5)2.35中和反应的反应热的测定实验中要注意以下问题(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5mol/L)。①测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。②测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。

(2)要使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。(4)操作时动作要快，尽量减少热量的散失。(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定，但在计算时，应取二者中量小的一种，因为过量的酸碱并不参与中和反应。

1．(1)在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？(2)实验中为何使用0.55mol/LNaOH溶液而不用0.50mol/L的NaOH溶液？答案：

(1)不能，因为金属易导热，会造成热量损失，增大实验误差。(2)保证0.50mol/L的盐酸全部反应，提高实验的精确度。 含有11.2gKOH的稀溶液与1L0.1mol/L的H2SO4溶液反应，放出11.46kJ的热量，表示该反应中和热的化学方程式为(

)中和热是以生成1molH2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。

答案：

D利用热化学方程式表示中和热时，要注意生成物H2O前的化学计量数为1；且热化学方程式的书写也应符合一般热化学方程式书写的要求。2．已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

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

ΔH＝－57.3kJ/mol。下列结论正确的是(

)A．稀硫酸与稀NaOH溶液的中和热为57.3kJ/molB．①的反应热为221kJ/molC．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ/molD．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量解析：

只看反应的表面含义，忽略了概念的本质而错选BC。B项，未指明“吸”“放”热或“＋”“－”号，不正确。C项，中和热的定义中，已指明是放出热量，不用“－”号，不正确。D项，醋酸为弱酸，电离要吸热，放出热量应小于57.3kJ，故正确答案为A。答案：

A

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．表示中和热的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O

ΔH＝－57.3kJ/mol答案：

C

2．强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：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上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是(

)A．Q1＝Q2＝57.3

B．Q1>Q2>57.3C．Q1<Q2＝57.3 D．无法确定解析：

硝酸是强电解质，完全电离生成H＋，故Q2＝57.3。而醋酸是弱酸，电离成H＋过程中吸收热量，故Q1<57.3。总体关系：Q1<Q2＝57.3。选C。答案：

C

3．(2011·青岛高二期末)将V1mL1.00mol/LHCl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能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/LD．该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：

中和反应为放热反应，B对；中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2＋CuOH2O＋Cu是吸热反应，D错；从表中分析可知，当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL，反应后温度为22℃，故实验时环境温度小于22℃，A错；加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故c(NaOH)＝1.0mol/L·30mL/20mL＝1.5mol/L，C错。答案：

B

4．(思维拓展题)实验室用50mL0.50mol·L－1盐酸、50mL0.55mol·L－