《2019高二化學(xué) 實驗1 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定學(xué)案.docx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高二化學(xué) 實驗1 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定學(xué)案.docx（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定 1、測定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱 2、掌握強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱測定的誤差分析 3、加深對酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)的理解 在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱叫中和熱 H+(aq)+OH?(aq)=H2O(l)；△H＝－57.3kJmol?1（文獻(xiàn)值） 計算方法：（強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)）Q=mCΔt 其中 Q：中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。 C：反應(yīng)混合液的比熱容。△t：反應(yīng)前后溶液溫度差 中和熱計算公式：△H＝－＝－＝－ 大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、溫度計、量筒兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板、環(huán)形玻璃攪拌棒 0.50molL?1鹽酸、0.55molL?1NaOH溶液 步驟 注意事項 1．在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯口與大燒杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如上圖所示。（實驗裝置圖） 大燒杯口和小燒杯口相平；大小燒杯中間的空隙要用塑料泡沫填滿；燒杯口用硬紙板或塑料泡沫板蓋住。目的是為了達(dá)到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失。 2．用一個量筒量取50mL 0.50molL?1鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。 溫度計上的酸要用水沖洗干凈，并且沖洗后的溶液不能倒入小燒杯中，防止溶液的質(zhì)量因此增加而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。 3．用另一個量筒量取50mL 0.55molL?1NaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度，記入下表。 實驗次數(shù) 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 溫度差(t2-t1)/℃ HCl NaOH 平均值 1 2 3 量取50mL 0.55molL?1NaOH溶液，堿稍微過量，保證鹽酸完全被NaOH中和。實驗需用強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀溶液。 4．把套有蓋板的溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面），蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入上表。重復(fù)實驗2～4三次。 環(huán)形玻璃攪拌棒上下緩慢提拉，NaOH溶液一次倒入小燒杯，避免熱量的散失。重復(fù)2～3次實驗，減少實驗誤差。 5．取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算中和熱。 誤差較大的一組數(shù)據(jù)舍棄不用 １．取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù) t1/℃ t2/℃ (t2-t1)/℃ 2．計算反應(yīng)熱 為了計算簡便，我們近似的認(rèn)為實驗所用酸、堿溶液的密度和比熱容與水相同，并忽略實驗裝置的比熱容；V酸=V堿=50ml；鹽酸的質(zhì)量m1=50g，NaOH溶液的質(zhì)量m2＝50g；中和后生成的溶液的比熱容c＝4.18J/（g℃） 50mL 0.50molL?1鹽酸和50mL 0.55molL?1NaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)時放出的熱量為：Q=（m1+m2）c（t2℃－t1℃） ＝100g4.18J/（g℃）（t2－t1）℃ ＝0.418（t2－t1）KJ 生成的水的物質(zhì)的量：n=0.050L0.50molL?1=0.025mol 生成1mol H2O時的中和熱為：△H＝－＝－ 1．溫度計上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？ 因為該溫度計還要用來測堿液的溫度，若不沖洗，溫度計上的酸會和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈。沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實驗結(jié)果誤差。 2．實驗中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？ 為了保證0.50molL?1的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 molL?1NaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。 3．本實驗中若把50mL 0.50 molL?1的鹽酸改為50mL 0.50 molL?1醋酸，所測結(jié)果是否會有所變化？為什么？或?qū)⑾←}酸換成濃硫酸，又是怎樣的變化？ 會有所變化。因為醋酸為弱電解質(zhì)，其電離時要吸熱，故將使測得中和熱偏大。 濃硫酸在稀釋的過程中會放出大量的熱，會使得結(jié)果偏低。 4．若改用100mL 0.50molL?1的鹽酸和100mL 0.55molL?1的NaOH溶液，所測中和熱的數(shù)值是否約為本實驗結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？ 否。因所測中和熱是指強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的用量的多少無關(guān)，故所測結(jié)果應(yīng)基本和本次實驗結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。但是整個過程放出的熱量為上述實驗的兩倍。 5．NaOH(aq)和HCl(aq)發(fā)生反應(yīng)生成1mol H2O時，放出57.3 kJ的熱量，則上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為？ HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；ΔH=－57.3kJmol?1 誤差分析 △H＝－ m1+m2 t2-t1 nH2O △H 量取鹽酸時，仰視讀數(shù) ↑ ↑ － ↓ 測了鹽酸后的溫度計未用水清洗而便立即去測NaOH溶液的溫度 － ↓ － ↑ 向燒杯中加堿時有堿液濺到燒杯外 ↓ ↓ － ↑ 分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中 － ↓ － ↑ 大燒杯的蓋板中間小孔太大 － ↓ － ↑ 用環(huán)形銅絲代替環(huán)形玻璃攪拌棒 － ↓ － ↑ 1．關(guān)于中和熱的測定實驗，下列說法正確的是（） A．為了使反應(yīng)進(jìn)行的更完全，可以使酸或堿適當(dāng)過量 B．為了使反應(yīng)充分，可以向酸（堿）中分次加入堿（酸） C．中和熱為一定值，實驗結(jié)果與所用酸（堿）的用量和種類均無關(guān) D．用銅絲代替玻璃棒攪拌，會使中和熱測定數(shù)值偏大 【答案】A 2．下列說法正確的是（） A．中和熱一定是強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿反應(yīng)放出的熱量 B．凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng) C．測定中和熱的實驗中每次實驗需要測定三次溫度數(shù)據(jù) D．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生吸熱反應(yīng)；反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應(yīng) 【答案】C 3．測定稀鹽酸和NaOH稀溶液中和熱的實驗中沒有使用的儀器有（） ①大、小燒杯　②容量瓶?、哿客病、墉h(huán)形玻璃攪拌棒?、菰嚬堋、逌囟扔嫛、哒舭l(fā)皿⑧托盤天平 A．①②⑥⑦ B．②⑤⑦⑧ C．②③⑦⑧ D．③④⑤⑦ 【答案】B 4．下列說法正確的是（） A．強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿的反應(yīng)熱一定是中和熱 B．1mol C完全燃燒放熱383.3kJ，其熱化學(xué)方程式為：C+O2===CO2　ΔH= -383.3kJmol?1 C．在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時的反應(yīng)熱叫做中和熱 D．表示中和熱的離子方程式為：H+(aq)+OH?(aq)===H2O(l)　ΔH=+57.3kJmol?1 【答案】C 【解析】中和熱是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿稀溶液全部反應(yīng)生成1mol水時放出的熱量，若是濃硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)過程中除中和熱還有溶解熱，反應(yīng)熱不是中和熱，A錯誤，C正確;熱化學(xué)方程式中物質(zhì)聚集狀態(tài)未標(biāo)注，B錯誤;中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)焓變?yōu)樨?fù)值，D錯誤。 5．有關(guān)中和熱的實驗操作正確的是（） A．去掉兩燒杯間的碎泡沫塑料 B．記錄反應(yīng)的最高溫度 C．向燒杯中加堿時有堿液濺到燒杯外 D．酸堿混合后不及時攪拌 【答案】B 6．已知H+(aq)＋OH?(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol?1。向50mL 2molL?1的NaOH溶液中加入1molL?1的某種酸恰好完全反應(yīng)，測得加入酸的體積與反應(yīng)放出熱量的關(guān)系如下圖所示(不考慮熱量的散失)，則該酸可能是（） A．醋酸(CH3COOH) B．鹽酸 C．草酸(HOOC—COOH) D．硫酸 【答案】C 7．下列關(guān)于“中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定”實驗描述正確的是（） A．為了反應(yīng)充分進(jìn)行，應(yīng)使用50mL0.5molL?1的鹽酸和50mL0.55molL?1的NaOH溶液反應(yīng) B．為了操作安全，可將NaOH溶液分多次倒入50mL0.5molL?1鹽酸中進(jìn)行反應(yīng) C．用量筒量取50.0mL鹽酸時，俯視刻度會導(dǎo)致所取鹽酸的體積偏大 D．實驗過程中，使用環(huán)形銅棒攪拌，使溶液充分混合 【答案】A 【解析】NaOH溶液稍過量，保證鹽酸完全反應(yīng)，測定的數(shù)值準(zhǔn)確度高，A正確；這樣操作熱量損失較大，必須一次性倒入，B錯誤；俯視刻度使鹽酸的液體凹液面最低處低于50.0ml，會導(dǎo)致所取鹽酸的體積偏小，C錯誤；環(huán)形銅棒攪拌，熱量損失較大，應(yīng)該用環(huán)形玻璃攪拌棒，熱量損失小，D錯誤；正確選項A。 8．強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H+(aq)+OH?(aq)=H2O(l)；ΔH=－57.3kJmol?1。向lL 0.5molL?1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：①稀醋酸②濃硫酸③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時，反應(yīng)熱ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系正確的是（） A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2 C．ΔH2＞ΔH1＞ΔH3 D．ΔH2＞ΔH3＞ΔH1 【答案】B 【解析】根據(jù)醋酸是弱酸，電離過程要吸熱，所以焓變最大；濃硫酸溶于水放熱，則放出的熱量最高，焓變最??；從中和角度講，稀硝酸是強(qiáng)的稀酸，放出的熱量為57.3kJ，即放出的熱量為ΔH1＞ΔH3＞ΔH2，答案選B。 9．將V1 mL 1.00molL?1HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結(jié)果如圖所示(實驗中始終保持V1+V2=50)。下列敘述正確的是（） A．做該實驗時環(huán)境溫度為22℃ B．該實驗表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能 C．NaOH溶液的濃度約是1.00molL?1 D．該實驗表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) 【答案】B 【解析】A項為5mL HCl溶液和45mL NaOH溶液反應(yīng)后溫度為22℃，A錯誤；由圖像知V1=30時溶液的溫度最高，故此點NaOH與HCl恰好完全反應(yīng)，c(NaOH)=1.00 molL-130 mL20 mL=1.5molL-1，C錯誤；Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl晶體反應(yīng)有水生成，但為吸熱反應(yīng)，D錯誤。 10．（I）2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。 已知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJmol?1。請回答下列問題： （1）E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱______（填“有”或“無”）影響。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點______（填“升高”還是“降低”）。 （2）完成SO2氧化為SO3的熱化學(xué)方程式______________________。 （II）用50mL0.50molL?1鹽酸與50mL0.55molL?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熱?；卮鹣铝袉栴}： （1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_____________。實驗中能否用環(huán)形銅絲攪拌棒代替該用品_______(填“能”或“否”) （2）向鹽酸溶液中加入NaOH溶液的正確操作是_______(從下列選出)。 A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．—次迅速倒入 C．分三次少量倒入 （3）用相同濃度和體積的氨水(NH3H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會_____(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。 （4）小明利用上述裝置做實驗，測得中和熱的數(shù)值偏低，請你分析可能的原因是__________________。 A．測量完鹽酸的溫度再次測最NaOH溶液溫度時，溫度計上殘留的酸液未用水沖洗干凈。 B．做本實驗的當(dāng)天室溫較高 C．大小燒杯口不平齊，小燒杯口未接觸硬紙板。 D．在量取鹽酸時仰視讀數(shù) E．大燒杯的蓋板中間小孔太大 【答案】（I）（1）無；降低 （2）2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-198kJmol-1 （II）（1）環(huán)形玻璃攪拌棒；否 （2）B （3）偏小 （4）ACE 【解析】（I）（1）反應(yīng)熱為正反應(yīng)活化能與逆反應(yīng)活化能的差值，因此活化能的大小與反應(yīng)熱無關(guān)；加入催化劑改變了反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)所需的活化能，所以E的變化是減小，圖中B點會降低；正確答案：無；降低。（2）因1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的△H=-99kJmol-1，所以2molSO2(g)氧化為2molSO3(g)的△H=-198kJmol-1，熱化學(xué)方程式為：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-198kJmol-1；正確答案：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-198kJmol-1。（II）（1）根據(jù)量熱計的構(gòu)造可以知道該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；銅的導(dǎo)熱性強(qiáng)，易造成熱量的散失，所以實驗中不能用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒；因此，本題正確答案是：環(huán)形玻璃攪拌棒，否。（2）沿玻璃棒緩慢倒入或分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，熱量散失較多，測得溫度偏低，中和熱的數(shù)值偏小，應(yīng)一次迅速倒入；因此，本題正確答案是：B。（3）一水合氨為弱堿，電離過程為吸熱過程，所以用氨水代替NaOH溶液反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量偏小；因此，本題正確答案是：偏小。（4）A．測量完鹽酸的溫度后，溫度計沒有用水沖洗干凈，在測NaOH溶液溫度時，會發(fā)生酸堿中和反應(yīng)，溫度計示數(shù)變化值減小，導(dǎo)致測得中和熱的數(shù)值偏低，正確；B．做本實驗時的室溫和反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)之間無關(guān)，錯誤；C．大小燒杯口不平齊，小燒杯口未接觸硬紙板，會導(dǎo)致一部分能量的散失，導(dǎo)致測得中和熱的數(shù)值偏低，正確；D．在量取鹽酸時仰視讀數(shù)，會使得實際量取體積高于所要量的體積，酸過量，可以保證堿完全反應(yīng)，導(dǎo)致測得中和熱的數(shù)值偏高，錯誤；E．大燒杯的蓋板中間小孔太大，會導(dǎo)致一部分熱量的散失，測得中和熱的數(shù)值偏低，正確；正確選項ACE。 11．中和熱的測定是高中重要的定量實驗。取0.55molL?1的NaOH溶液50mL與0.25molL?1的硫酸50mL置于圖所示的裝置中進(jìn)行中和熱的測定實驗，回答下列問題： （1）從如圖實驗裝置看，其中尚缺少的一種玻璃用品是___________________。 （2）若改用60mL 0.25molL?1H2SO4和50mL 0.55molL?1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)與上述實驗相比，所放出的熱量_____________(填“相等”“不相等”)，若實驗操作均正確，則所求中和熱______(填“相等”“不相等”) （3）寫出稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式(中和熱數(shù)值為57.3kJmol?1)：_____________________________________。 （4）某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下： 實驗 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 序號 硫酸 氫氧化鈉溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 依據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)計算，該實驗測得的中和熱△H=__________(結(jié)果保留一位小數(shù))。 （5）上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3kJmol?1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是__________。 a．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸的溫度 b．量取鹽酸的體積時仰視讀數(shù) c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中 d．實驗裝置保溫、隔熱效果差 【答案】（1）環(huán)形玻璃攪拌棒 （2）不相等；相等 （3）HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJmol-1 （4）-51.8 （5）acd 【解析】（1）由量熱計的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌器；（2）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并若用60mL 0.25molL-1H2SO4和50mL 0.55molL-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱，中和熱相等；（3）中和熱數(shù)值為57.3kJmol-1，故稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式為：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJmol-1；（4）第一次測定溫度差為：（23.2-20.05）℃=3.15℃，第二次測定的溫度差為：（23.4-20.3）℃=3.1℃，第三次測定的溫度差為：（23.6-20.55）℃=3.05℃，三次溫度差的平均值為：℃=3.1℃；50mL 0.55 molL-1氫氧化鈉與50mL 0.25molL-1硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量為0.05L0.50molL-1=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100mL1gcm?3=100g，溫度變化的值為△T=3.1℃，則生成0.025mol水放出的熱量為：Q=mc△T=100g4.18J/（g℃）3.1℃=1295.8J，即1.2958KJ，所以實驗測得的中和熱△H=-=-51.8 kJ/mol；（5）a．溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H2SO4測溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，選項a正確；b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，中和熱的數(shù)值偏大，選項b錯誤；c．分多次把NaOH溶液倒人盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失較多，測得溫度偏低，中和熱的數(shù)值偏小，選項c正確；d．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，選項d正確；答案選項acd。