2019高二化学实验1中和反应反应热的测定学案.docx

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1、1中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定1、测定强酸与强碱反应的反应热2、掌握强酸和强碱反应的中和热测定的误差分析3、加深对酸碱中和反应是放热反应的理解在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 1mol 水时的反应热叫中和热H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； H57.3kJmol 1（文献值）计算方法：（强酸和强碱反应）Q=mCt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：反应前后溶液温度差中和热计算公式： H 2OQn 211()HOmctn 2+HOn1酸 酸 碱 碱（ V） c(t-) 大烧杯（500ml）、小烧杯（100ml）、温度计、量筒两

2、个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板、环形玻璃搅拌棒0.50molL1盐酸、0.55molL 1NaOH 溶液步骤 注意事项21在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯口与大烧杯口相平。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，如上图所示。（实验装置图）大烧杯口和小烧杯口相平；大小烧杯中间的空隙要用塑料泡沫填满；烧杯口用硬纸板或塑料泡沫板盖住。目的是为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失。2用一个量筒量取 50mL 0.50molL1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记

3、入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。温度计上的酸要用水冲洗干净，并且冲洗后的溶液不能倒入小烧杯中，防止溶液的质量因此增加而导致实验结果误差。3用另一个量筒量取 50mL 0.55molL1NaOH 溶液，并用温度计测量 NaOH 溶液的温度，记入下表。起始温度 t1/实验次数HCl NaOH 平均值终止温度t2/温度差(t2-t1)/123量取 50mL 0.55molL1NaOH 溶液，碱稍微过量，保证盐酸完全被 NaOH中和。实验需用强酸、强碱的稀溶液。4把套有盖板的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），盖好盖板。用环

4、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。重复实验24 三次。环形玻璃搅拌棒上下缓慢提拉，NaOH溶液一次倒入小烧杯，避免热量的散失。重复 23 次实验，减少实验误差。5取测量所得数据的平均值作为计算依据，根据实验数据计算中和热。误差较大的一组数据舍弃不用取三次测量所得数据的平均值作为计算依据t1/ t2/ (t2-t1)/32计算反应热为了计算简便，我们近似的认为实验所用酸、碱溶液的密度和比热容与水相同，并忽略实验装置的比热容；V 酸=V 碱=50ml；盐酸的质量 m1=50g，NaOH 溶液的质量 m250g；中和后生成的溶液的比热容 c4.18J/（

5、g）50mL 0.50molL1盐酸和 50mL 0.55molL1NaOH 溶液发生中和反应时放出的热量为：Q=（m 1+m2）c（t 2t 1）100g4.18J/（g）（t 2t 1）0.418（t 2t 1）KJ生成的水的物质的量：n=0.050L0.50molL 1=0.025mol生成 1mol H2O 时的中和热为： H 2OQn 210.48()5tKJmol1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？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

6、量增加，而导致实验结果误差。2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？为了保证 0.50molL1的盐酸完全被 NaOH 中和，采用0.55 molL1NaOH 溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。3本实验中若把 50mL 0.50 molL1的盐酸改为 50mL 0.50 molL1醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？或将稀盐酸换成浓硫酸，又是怎样的变化？会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要吸热，故将使测得中和热偏大。浓硫酸在稀释的过程中会放出大量的热，会使得结果偏低。4若改用 100mL 0.50molL1的盐酸和

7、 100mL 0.55molL1的 NaOH 溶液，所测中和热的数值是否约为否。因所测中和热是指强酸与强碱发生中和反应生成 1mol H2O 时放出的热量，其数值与反应物的用量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同）。但是整个过程4本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？放出的热量为上述实验的两倍。5NaOH(aq)和 HCl(aq)发生反应生成 1mol H2O 时，放出57.3 kJ 的热量，则上述反应的热化学方程式为？HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)； H=57.3kJmol 1 H 211()

8、(HOmctnm1+m2 t2-t1 nH2O H量取盐酸时，仰视读数 测了盐酸后的温度计未用水清洗而便立即去测 NaOH 溶液的温度 向烧杯中加碱时有碱液溅到烧杯外 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 大烧杯的盖板中间小孔太大 用环形铜丝代替环形玻璃搅拌棒 1关于中和热的测定实验，下列说法正确的是（）A为了使反应进行的更完全，可以使酸或碱适当过量B为了使反应充分，可以向酸（碱）中分次加入碱（酸）C中和热为一定值，实验结果与所用酸（碱）的用量和种类均无关D用铜丝代替玻璃棒搅拌，会使中和热测定数值偏大【答案】A2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凡经加热而发

9、生的化学反应都是吸热反应误差分析5C测定中和热的实验中每次实验需要测定三次温度数据D反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生吸热反应；反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生放热反应【答案】C3测定稀盐酸和 NaOH 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A B C D【答案】B4下列说法正确的是（）A强酸跟强碱的反应热一定是中和热B1mol C 完全燃烧放热 383.3kJ，其热化学方程式为：C+O 2=CO2 H=-383.3kJmol1C在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1mol H2O 时的反应热叫做中和热D

10、表示中和热的离子方程式为：H +(aq)+OH(aq)=H2O(l) H=+57.3kJmol1【答案】C【解析】中和热是强酸、强碱稀溶液全部反应生成 1mol 水时放出的热量，若是浓硫酸和氢氧化钠溶液反应过程中除中和热还有溶解热，反应热不是中和热，A 错误，C正确;热化学方程式中物质聚集状态未标注，B 错误;中和反应是放热反应，反应焓变为负值，D 错误。5有关中和热的实验操作正确的是（）A去掉两烧杯间的碎泡沫塑料 B记录反应的最高温度C向烧杯中加碱时有碱液溅到烧杯外 D酸碱混合后不及时搅拌【答案】B6已知 H+(aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3kJmol 1。向 50mL 2m

11、olL1的NaOH 溶液中加入 1molL1的某种酸恰好完全反应，测得加入酸的体积与反应放出热量的关系如下图所示(不考虑热量的散失)，则该酸可能是（）6A醋酸(CH 3COOH) B盐酸 C草酸(HOOCCOOH) D硫酸【答案】C7下列关于“中和反应反应热的测定”实验描述正确的是（）A为了反应充分进行，应使用 50mL0.5molL1的盐酸和 50mL0.55molL1的NaOH 溶液反应B为了操作安全，可将 NaOH 溶液分多次倒入 50mL0.5molL1盐酸中进行反应C用量筒量取 50.0mL 盐酸时，俯视刻度会导致所取盐酸的体积偏大D实验过程中，使用环形铜棒搅拌，使溶液充分混合【答案

12、】A【解析】NaOH 溶液稍过量，保证盐酸完全反应，测定的数值准确度高，A 正确；这样操作热量损失较大，必须一次性倒入，B 错误；俯视刻度使盐酸的液体凹液面最低处低于 50.0ml，会导致所取盐酸的体积偏小，C 错误；环形铜棒搅拌，热量损失较大，应该用环形玻璃搅拌棒，热量损失小，D 错误；正确选项 A。8强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H +(aq)+OH(aq)=H2O(l)； H=57.3kJmol 1。向 lL 0.5molL1的 NaOH 溶液中加入下列物质：稀醋酸浓硫酸稀硝酸，恰好完全反应时，反应热 H1、 H2、 H3的关系正确的是（）A H1 H2 H3 B H1 H3

13、H2C H2 H1 H3 D H2 H3 H1【答案】B【解析】根据醋酸是弱酸，电离过程要吸热，所以焓变最大；浓硫酸溶于水放热，则放出的热量最高，焓变最小；从中和角度讲，稀硝酸是强的稀酸，放出的热量为57.3kJ，即放出的热量为 H1 H3 H2，答案选 B。9将 V1 mL 1.00molL1HCl 溶液和 V2 mL 未知浓度的 NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持 V1+V2=50)。下列叙述正确的是（）7A做该实验时环境温度为 22B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH 溶液的浓度约是 1.00molL1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应

14、【答案】B【解析】A 项为 5mL HCl 溶液和 45mL NaOH 溶液反应后温度为 22，A 错误；由图像知 V1=30 时溶液的温度最高，故此点 NaOH 与 HCl 恰好完全反应，c(NaOH)=1.00 molL-1 =1.5molL-1，C 错误；Ba(OH) 28H2O 晶体和 NH4Cl 晶体反应有水生成，30 mL20 mL但为吸热反应，D 错误。10（I）2SO 2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知 1molSO2(g)氧化为 1molSO3(g)的 H=-99kJmol1。请回答下列问题：（1）E 的大小对该反应的反应热_（填“有”或“无

15、”）影响。该反应通常用 V2O5作催化剂，加 V2O5会使图中 B 点_（填“升高”还是“降低”）。（2）完成 SO2氧化为 SO3的热化学方程式_。（II）用 50mL0.50molL1盐酸与 50mL0.55molL1NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。实验中能8否用环形铜丝搅拌棒代替该用品_(填“能”或“否”)（2）向盐酸溶液中加入 NaOH 溶液的正确操作是_(从下列选出)。A沿玻璃棒缓慢倒入 B次迅速倒入 C分三次少量倒入（3）用相同浓度和体积的氨水(NH 3H2O

16、)代替 NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。（4）小明利用上述装置做实验，测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是_。A测量完盐酸的温度再次测最 NaOH 溶液温度时，温度计上残留的酸液未用水冲洗干净。B做本实验的当天室温较高C大小烧杯口不平齐，小烧杯口未接触硬纸板。D在量取盐酸时仰视读数E大烧杯的盖板中间小孔太大【答案】（I）（1）无；降低（2）2SO 2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-198kJmol-1 （II）（1）环形玻璃搅拌棒；否（2）B （3）偏小（4）ACE【解析】（I）（1）反应热为正反应活化能与逆反应活化能的差

17、值，因此活化能的大小与反应热无关；加入催化剂改变了反应的途径，降低反应所需的活化能，所以E 的变化是减小，图中 B 点会降低；正确答案：无；降低。（2）因 1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的 H=-99kJmol-1，所以 2molSO2(g)氧化为 2molSO3(g)的 H=-198kJmol-1，热化学方程式为：2SO 2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-198kJmol-1；正确答案：2SO 2(g)+O2(g)=2SO3(g) H=-198kJmol-1。（II）（1）根据量热计的构造可以知道该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒；铜的导热性强，易造成热量的散失，所以

18、实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒；因此，本题正确答案是：环形玻璃搅拌棒，否。（2）沿玻璃棒缓慢倒入或分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，热量散失较多，测得温度偏低，中和热的数值偏小，应一次迅速倒入；因此，本题正确答案是：B。（3）一水合氨为弱碱，电离过程为吸热过程，所以用氨水代替NaOH 溶液反应，反应放出的热量偏小；因此，本题正确答案是：偏小。（4）A测量完盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，在测 NaOH 溶液温度时，会发生酸碱中和9反应，温度计示数变化值减小，导致测得中和热的数值偏低，正确；B做本实验时的室温和反应热的数据之间无关，错误；C大小烧杯口不平齐，小烧

19、杯口未接触硬纸板，会导致一部分能量的散失，导致测得中和热的数值偏低，正确；D在量取盐酸时仰视读数，会使得实际量取体积高于所要量的体积，酸过量，可以保证碱完全反应，导致测得中和热的数值偏高，错误；E大烧杯的盖板中间小孔太大，会导致一部分热量的散失，测得中和热的数值偏低，正确；正确选项 ACE。11中和热的测定是高中重要的定量实验。取 0.55molL1的 NaOH 溶液 50mL 与0.25molL1的硫酸 50mL 置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：（1）从如图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是_。（2）若改用 60mL 0.25molL1H2SO4和 50mL 0.5

20、5molL1NaOH 溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热_(填“相等”“不相等”)（3）写出稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为 57.3kJmol1)：_。（4）某学生实验记录数据如下：实验 起始温度 t1/ 终止温度 t2/序号 硫酸 氢氧化钠溶液 混合溶液1 20.0 20.1 23.22 20.2 20.4 23.43 20.5 20.6 23.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热 H=_(结果保留一位小数)。（5）上述实验数值结果与 57.3kJmol1有偏差，产生偏差的原因可能是_

21、。a用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定盐酸的温度b量取盐酸的体积时仰视读数c分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中10d实验装置保温、隔热效果差【答案】（1）环形玻璃搅拌棒（2）不相等；相等（3）HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H 2O(l) H=-57.3kJmol-1（4）-51.8 （5）acd【解析】（1）由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器；（2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用 60mL 0.25molL-1H2SO4和50mL110.55molL-1NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放

22、出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成 1mol 水时放出的热，中和热相等；（3）中和热数值为 57.3kJmol-1，故稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式为：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3kJmol-1；（4）第一次测定温度差为：（23.2-20.05）=3.15，第二次测定的温度差为：（23.4-20.3）=3.1，第三次测定的温度差为：（23.6-20.55）=3.05，三次温度差的平均值为：=3.1；50mL 0.55 molL-1氢氧化钠与 50mL 0.25molL-1硫酸溶3.15+3.1+3.053液进

23、行中和反应，生成水的物质的量为 0.05L0.50molL-1=0.025mol，溶液的质量为：100mL1gcm3=100g，温度变化的值为T=3.1，则生成 0.025mol 水放出的热量为：Q=mcT=100g4.18J/（g）3.1=1295.8J，即 1.2958KJ，所以实验测得的中和热 H=- =-51.8 kJ/mol；（5）a温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接插入稀1.2958KJ0.025molH2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，选项 a 正确；b量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，中和热的数值偏大，选项 b 错误；c分多次把 NaOH 溶液倒人盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多，测得温度偏低，中和热的数值偏小，选项 c 正确；d装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，选项 d 正确；答案选项 acd。