中和热的测定

六、实验误差分析
实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/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50 mL的酸、
碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL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。
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。
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/mol
2.计算方法：（强酸和强碱反应） Q=mCΔt
七、学以致用
1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50
mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？
为什么？
2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/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）？
• 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(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，其他所 用的仪器和试剂均正确的一组是( ) • A．0.50 mol/L盐酸，0.50 mol/L NaOH溶液， 100 mL量筒1个 • B．0.50 mol/L盐酸，0.55 mol/L NaOH溶液， 100 mL量筒2个
• 2．中和热 • (1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应 生成 1 mol H2O时的反应热(即所放出的热量)。 • (2)表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol。
• 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1 mol H2O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1 mol Ba(OH)2的稀溶液与足量盐酸反应， 放出热量114.6 kJ。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 ＝ ＋ 114.6
kJ/mol
• B．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)===BaCl2(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ/mol
• (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”)。
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50 mL 0.55 mol/L NaOH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。
五、实验过程中的疑点、难点解析
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？
三、实验用仪器和药品
1、实验仪器：
大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）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： 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
3、实验装置如下图所示：
四、实验步骤
•
在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛 有50 mL 0.50 mol·－1盐酸的200 mL烧杯放到 L 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50 mL 0.55 mol·－1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液， L 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。
• (4)实验中若改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·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
• 1．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(500 mL)、小烧 杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)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：0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液。
（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0.50 mol/L 、碱的浓度是0.55mol/L； 且ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 、C=4.18 J/（g· ℃）。 所以 Q = 0.418（t2－t1）kJ。 （3）中和热计算公式：
• 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1 mol 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
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？
疑难点解析结果：
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
• 2．数据记录及处理 • 数据记录表 温度 实验次 数 终止温 温度差 度 (t2－ t2/℃ t1)/℃ 平均 HCl NaOH 值 起始温度t1/℃
1 2 3
3.计算反应热 (1)以三次测量所得数据的
平值
为计算依据。
(2)取盐酸和 NaOH 溶液的密度为 1 g/cm3。忽略实验装 置的比热容。 (3)取盐酸质量为 m1、NaOH 溶液质量为 m2，反应后溶 液比热容 c＝4.18 J/(g· ℃)，则实验中反应放出的热量为(m1 ＋m2)· (t2－t1)＝0.418(t2－t1)kJ，生成 1 mol H2O 时放出的 c· 0.418t2－t1 热量为：ΔH＝ kJ/mol。 0.025
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50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧
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
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0.50 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，也是可以的。
1 1 C. Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)=== BaCl2(aq)＋H2O(l) 2 2 ΔH＝－57.3 kJ/mol 1 1 D. Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)=== BaCl2(aq)＋H2O(l) 2 2 ΔH＝＋57.3 kJ/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。 • 1 mol Ba(OH)2 与足量稀盐酸反应生成2 mol H2O，共放出热量114.6 kJ，则生成1 mol H2O 放出热量57.3 kJ，放热反应ΔH<0，故A、D错 误，B、C正确。 • 答案： BC