1、 1 / 10第一节 化学反应与能量的变化（学案）第三课 时 中和反应反应热的测定【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 mol H2O，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) H = 57.3kJ/mol3. 注意：. 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
2、水为标准；强酸与强碱中和时生成 1mol H2O 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。. 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(
3、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 50 mL（大约 50g） 0. 50 mol/L 的盐酸与 50mL （大约 50g） 0. 55 mol/L 氢氧化钠2 / 10设 t1: 反应前两溶液的平均温度。t2: 反应后溶液温度 c = 4 .18 J/（g ）试求 Q 的表达式和中和热表达式 ：Q = mc (t2t 1) = 0.418（t 2t 1）kJ0.418（t 2t 1）H = kJ/mol0.025H+(aq)十 OH-(aq) H2O(1)；H 57
4、.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 50mL 0.50mol/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 50mL 0.55mol/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
5、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（t 2-t1）/ HCl NaOH 平均值 123(6)根据买验数据计算中和热。4数据处理3 / 10为了使计算简便一些，我们近似地认为：(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 m150g，50mL 、 0.55mo
6、l/LNaOH 溶液的质量m250g。(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) 0.4 18 (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. 4 18(t2-t1)k J，所以生成 1molH2O 时放出的热量即中和热为：0.418（t
7、2t 1）H = kJ/mol 57. 3 k J/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
8、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。4 / 10【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 11，而是NaOH 过量？若用 HCl 过量行吗？答案：为了保证 0 .
9、 50 mol/L 的盐酸完全被 NaOH 中和，采用 0. 55 mol/L NaOH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. 3kJmol,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) =2 8g/56g.mol = 0.5mol则 放热均为：573kI mol 05mol = 28 .7kJ。例 250
10、mL0.50 molL-1 盐酸和 50mL 0.55 molL-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 60mL 0. 50 molL-1 的盐酸跟 40mL 0. 50 molL-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：_。（
11、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(t 2-t1)分别为2 . 3 2 .4 2 . 9 ，则最终代入计算式的 温差均值为_ 。5 / 10答案：（1） 环形玻璃搅拌棒。 （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 1 mol H2O 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.1 mol酸与1 mol 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1 mol H 2O(l)时
12、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:大、小烧杯;容量瓶;量筒;环形玻璃搅拌棒;试管; 温度计; 蒸发皿;托盘天平中的( ) 。A. B.C. D.3.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) H=-57.3 kJmol -1,又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 molL -1的NaOH 溶液中加入下列物质:稀醋酸;浓硫酸; 稀硝酸,恰好完全反应。其焓变H 1、H 2、H 3的关系是( )。A.H1H2H3B.H1H2D.H1H3H24.已
13、知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的 H=-12.1 kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-57.3 kJmol-1。则HCN在水溶液中电离的H等于( )。A.-69.4 kJmol-1B.-45.2 kJmol-16 / 10C.+45.2 kJmol-1D.+69.4 kJmol-15.用50 mL 0.50 molL -1盐酸和 50 mL 0.55 molL-1 NaOH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4.18 Jg -1 -1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 gcm -3,则中和反应生成 1 mo
14、l 水时放热( ) 。A.55.2 kJ B.391 kJC.336 kJ D.1.38 kJ6.将V 1 mL 1.00 molL-1 HCl溶液和V 2 mL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V 1+V2=50 mL)。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1.00 molL -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) H=Q 1 kJmol-1,又知:H 2S
15、O4(aq)+2KOH(aq) K2SO4(aq)+2H2O(l) H=Q2 kJmol-1。则Q 1和Q 2的关系是( )。A.Q1=Q2 B.2Q1=Q2C.Q1Q( 稀硝酸)Q( 稀醋酸), 又因放热反应中, H为负值,即 H=-Q,故H2H3H1,因而选D。答案:D4.解析:由题意可知HCN(aq)+OH -(aq) H2O(l)+CN-(aq) H=-12.1 kJmol-1;H +(aq)+OH-(aq) H2O(l) H=-57.3 kJmol-1。对比两个热化学方程式可知,反应比反应放热少的原因是HCN是弱酸,电离过程吸热。1 mol HCN与NaOH反应比1 mol HCl
16、与NaOH反应时少放出45.2 kJ 的热量,故HCN在水溶液中电离的H等于 +45.2 kJmol-1,所以选C。答案:C5.解析:代入公式H=-kJmol -1=-55.2 kJmol-1。答案:A6.解析:从图中曲线可以看出,温度为22 时,V 1为5 mL,则V 2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以22 一定不是做该实验时环境的温度,A 错;从曲线随V 1增多而升高,随反应的进行,溶液温度升高说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30 mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)=1.50 molL -1,C错。该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的,
17、D 错。答案:B7.解析:两个反应都是强酸、强碱稀溶液的反应,第二个反应生成 2 mol H2O,是第10 / 10一个反应生成水的2倍,故Q 2=2Q1。答案:B8.解析:NaOH 溶液在倒入小烧杯时 ,有少量溅出,实验中生成水的量减少 ,放出的热量减小,测得中和热的数值不准。答案:B9.解析:n(KOH)=0.2 mol,n(H 2SO4)=0.1 mol,两者恰好完全反应生成0.2 mol水,放出11.46 kJ的热量,由中和热的定义可知,生成1 mol水,放出的热量为11.46 kJ5=57.3 kJ。答案:KOH(aq)+H 2SO4(aq) K2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJmol -1 57.3 kJmol-110.答案:.(1)4.9 (2)a、b、e.(1)H 2SO4(aq)+2NaOH(aq) Na2SO4(aq)+2H2O(l) H=-114. 6 kJmol-1(2)4.0 -53.5 kJmol-1 a、c、d
