高中化学选修4：中和热测定.ppt

1、实验实验 中和热的测定中和热的测定 中和热：在稀溶液中中和热：在稀溶液中 ，酸和碱发生中和反应，酸和碱发生中和反应 生成生成1molH2O（l）时的反应热叫做中和热）时的反应热叫做中和热 一一 实验仪器和药品实验仪器和药品 1 1、实验仪器：、实验仪器： 大烧杯（大烧杯（500 mL500 mL）、小烧杯（）、小烧杯（100 mL100 mL）温度计、量）温度计、量 筒（筒（50 mL50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、）两个、泡沫塑料或纸条、 泡沫塑料板或泡沫塑料板或 硬纸板（中心有两个小孔）、硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌环形玻璃搅拌。 2 2、实验药品：、实验药品： 0.50 mo

2、l/L 0.50 mol/L 盐酸（盐酸（50mL50mL） 0.55 mol/L NaOH0.55 mol/L NaOH溶液溶液(50mL)(50mL) 二、实验原理二、实验原理 2. 2.计算方法：计算方法： Q=Cmt 1. 1.反应原理：反应原理： H H+ +(aq) + OH(aq) + OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l)；H H57.3kJ/mol57.3kJ/mol （1） C：反应混合液的比热容。：反应混合液的比热容。 m: 反应混合液的质量。反应混合液的质量。 t：反应前后溶液温度的差值：反应前后溶液温度的差值 Q: 中和反应放出的热量。中和反应放出的

3、热量。 （2）因为）因为m = V酸 酸酸酸 V碱 碱碱碱 、 、V酸 酸=V碱碱 =50mL； ； 而酸的浓度是而酸的浓度是0.50 mol/L 、碱的浓度是、碱的浓度是0.55mol/L； 且且酸 酸=碱碱=1 g/ml 、 、 C=4.18 J/（g ）=4.1810-3 kJ/（g. ）。）。 所以所以 Q = 0.418（t2t1）kJ。 （ （3）中和热计算公式：）中和热计算公式： 三、实验步骤三、实验步骤 1.1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯使放入的小烧杯 杯口与大烧杯杯口相平杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎

4、。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）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）搅拌棒通过，如上一页图形所示。（实验装置图） 2.2.用一个量筒最取用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧盐酸，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。把温度计上的酸用水

5、冲洗干净。 3.3.用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并溶液，并 用温度计测量用温度计测量NaOHNaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。 4.4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中， 并把量筒中的并把量筒中的NaOHNaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒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。读取混合溶液的最高

6、温度，记为终止温度，记入上表。 5.5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算 依据。依据。 6.6.根据实验数据计算中和热。根据实验数据计算中和热。 四四 H H+ +(aq) + OH(aq) + OH- -(aq)=H(aq)=H2 2O(l)O(l)；H H- -57.3kJ/mol57.3kJ/mol （1）稀溶液中强酸和强碱反应生成可溶性盐和）稀溶液中强酸和强碱反应生成可溶性盐和1mol液液 态水释放出态水释放出Q=57.3kJ（ H H- -57.3kJ/mol 57.3kJ/mol ） （2）稀溶液中强酸和弱碱或者弱酸和强碱反应

7、生成可溶）稀溶液中强酸和弱碱或者弱酸和强碱反应生成可溶 性盐和性盐和1mol液态水释放出液态水释放出Q57.3kJ （3）浓溶液中强酸和强碱反应生成可溶性盐和）浓溶液中强酸和强碱反应生成可溶性盐和1mol液液 态水释放出态水释放出Q57.3kJ （H H - -57.3kJ/mol57.3kJ/mol） （H H - -57.3kJ/mol57.3kJ/mol） 例例2、下列热化学方程式中，正确的是、下列热化学方程式中，正确的是( ) A甲烷的燃烧热为甲烷的燃烧热为890.3 kJ mol-1，则甲烷燃烧的热化，则甲烷燃烧的热化 学方程式可表示为学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2

8、(g)2H2O(g) H890.3 kJ mol-1 B将将0.5 mol N2和和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应置于密闭容器中充分反应 生成生成NH3(g)，放热，放热19.3 kJ，其热化学方程式为，其热化学方程式为N2(g) 3H2(g)2NH3(g) H38.6 kJ mol-1 CHCl和和NaOH反应的中和热为反应的中和热为57.3 kJ mol-1，则，则 H2SO4和和Ca(OH)2反应的中和热反应的中和热H2(57.3 kJ mol-1) D在在101 kPa时，时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化

9、学方程式为热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol-1 D 1.1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相大、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，平？填碎纸条的作用是什么？对此装置， 你有何更好的建议？你有何更好的建议？ 四、实验过程中的疑点、难点解析 两杯口相平两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热从而减少热 量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验减少实验 过程中热量损失的目的过程中热量损失的目的。若换用隔热若换用隔热、密封性

10、能更好的装密封性能更好的装 置置（如保温杯如保温杯）会使实验结果更准确会使实验结果更准确。 2.温度计上的酸为何要用水冲洗干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？净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？ 为什么？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不若不 冲洗冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而温度计上的酸会和碱发生中和反应而 使热量散失使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液故要冲洗干净；冲洗后的溶液 不能倒入小烧杯不能倒入小烧杯，若倒入若倒入，会使总溶液的质会使总溶液的质 量增加量增加，而导致实验结果误差而导致实验结果误差。 3.酸

11、、碱混合时，为何要把量筒中的酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶溶 液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？ 因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会 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。使热量损失而使误差增大。 4.实验中所用实验中所用HCl和和NaOH的物质的量比为何不的物质的量比为何不 是是11而是而是NaOH过量？若用过量？若用HCl过量行吗？过量行吗？ 为了保证为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被的盐酸完全被NaOH中和，采用中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，也是

12、溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，也是 可以的。可以的。 实验所测得的数据若不是为实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/mol57.3 kJ/mol，则产生误差可能原因是：，则产生误差可能原因是： 1.1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多的酸、碱进行计算，若实际量取时，多 于于50 mL50 mL或小于或小于50mL50mL都会造成误差）。都会造成误差）。 2.2.温度计的读数有误。温度计的读数有误。 3.3.实验过程中有液体洒在外面。实验过程中有液体洒在外面。 4.4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致

13、实验误差。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.6.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。误差。 五、实验误差分析 六、学以致用六、学以致用 1.1.本实验中若把本实验中若把50 mL 0.50 mol/L50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为的盐酸改为50 50 mL 0.50 mol/LmL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？醋酸，所测结果是否会有所变

14、化？ 为什么？为什么？ 2.2.若改用若改用100 mL 0.50 mol/L100 mL 0.50 mol/L的盐酸和的盐酸和100 mL 0.55 100 mL 0.55 mol/Lmol/L的的NaOHNaOH溶液，所测中和热的数值是否约为溶液，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）？本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？ 参考答案： 1.1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电离时要会有所变化。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。吸热，故将使测得结果偏小。 2.2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 1 mol H2Omol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的时放出的热量，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多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相 同同