物理化学实验二 中和热的测定
中和热和中和热的测定
取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。计算：Q=－C（T2－T1）
C表示溶液及量热计的热容；T2、T1表示反应前后体系的温度
思考：如果某一次实验的数据与另外两次实验的数据差异明显，怎么办？（应该舍弃此组数据，因为该组数据是错误的。）
【交流与讨论】：
①.实验成功的关键是什么？
防止热量的散失。
1、概念：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。
【思考】为什么中和热测定要用稀溶液？
用弱酸弱碱测中和结果会如何？
2、经测定表明：H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-57.3KJ/mol,表示强酸强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的中和热的数值为57.3KJ/mol。
课题
中和热和中和热的测定
教学目标
知识与能力：1、正确认识和理解中和热。
2、熟悉中和热的测定原理和具体操作。
过程与方法：通过中和热的理解和测定加深对反应热的理解，以及对实验的把握。
情感态度与价值观：通过具体的实验培养学生严谨的学习态度和严密的思维方式。
重点
中和热的定义
难点
中和热的测定
教学过程
一、中和热——反应热的一种
3、中和热的热化学方程式的书写：水前的系数定为1来配平其它物质的系数。
二、中和反应反应热的测定
1、实验仪器
2、实验药品
3、实验步骤：（让学生描述）
（1）用量筒量取100mL 1.0mol/L的盐酸加入量热计内筒，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1，（2）向250ml的烧杯中加100mL1.0mol/L NaOH溶液调节其温度,使之与量热计中盐酸温度相同。（3）快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖；匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2，（4）近似的认为溶液的比热等于水的比热并忽略量热计的热容，根据溶液温度升高的数值计算此中和反应的反应热。
中和热的测定
中和热的测定一、实验目的1．掌握中和热的测定方法；2．通过中和热的测定，计算弱酸的离解热。
二、实验原理一摩尔的一元强酸溶液与一摩尔的一元强碱溶液混合时，所产生的热效应是不随着酸或碱的种类而改变的，因为这里所研究的体系中各组分是全部电离的。
因此，热化学方程式可用离子方程式表示：H＋+OH＝＝H20 ΔH中和＝一57．36kJ·mol－1上式可作为强酸与强碱中和反应的通式。
由此还可以看出，这一类中和反应与酸的阴离子或碱的阳离子并无关系。
若以强碱(NaOH)中和弱酸(CH3COOH)时，则与上述强酸、强碱的中和反应不同。
因为在中和反应之前，首先是弱酸进行解离，其反应为：CH3COOH ＝ H＋+CH3COO—ΔH解离H＋+OH＝＝H20 ΔH中和总反应：CH3COOH+OH—＝H20+CH3COO—ΔH由此可见，ΔH是弱酸与强碱中和反应总的热效应，它包括中和热和解离热两部分。
根据盖斯定律可知，如果测得这一反应中的热效应ΔH以及ΔH中和，就可以通过计算求出弱酸的解离热ΔH解离。
三、仪器和试剂数字式贝克曼温度计; 杜瓦瓶; 量筒; 秒表；双路可跟踪直流稳定电源；浓度各为1.0mol的NaOH、HCI和CH3COOH溶液。
四、操作步骤1、实验准备清洗仪器。
打开数字式贝克曼温度计，预热5分钟。
调节基温选择按钮至20~C，按下温度/温差按键，使表盘显示温差读数(精确至0．001℃)。
打开直流稳压电源，调节电压10.0V。
连接稳压直流电源与量热计。
2．量热计常数的测定用量筒量取500ml蒸馏水注入用净布或滤纸擦净的杜瓦瓶中，轻轻塞紧瓶塞。
接通电源，调节旋钮记下10.0V时电流读数。
均匀搅拌4分钟。
然后，切断电源，每分钟记录一次贝克曼温度计的读数，记录10分钟。
读第10个数的同时，接通电源，并连续记录温度。
在通电过程中，电流、电压必须保持恒定(随时观察电流表与电压表，若有变化必须马上调节到原来指定值)。
记录电流、电压值。
中和热的测定实验方案
学生实验中和热的测定实验目的测定强酸与强碱反应的中和热，加深理解中和反应是放热反应。
实验用品大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50mL）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。
mol/L 盐酸、mol/L NaOH 溶液①。
实验步骤1 •在大烧杯底垫泡沫塑料（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，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。
该实验也可在保温杯中进行。
碎泡沫塹飄圏中和热的测定2 •用一个量筒量取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 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6. 根据实验数据计算中和热为了使计算简便一些，我们近似地认为:⑴mol/L盐酸和LNaOH溶液的密度都是1g/cm3,所以50mL L盐酸的质量m1=50g, 50mL mol/L NaOH 溶液的质量m2=50 g。
⑵中和后生成的溶液的比热容c= J/（g「C ），由此可以计算出，50mL mol/L盐酸与50mL mol/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2) • c • (t2-t1)=(t2-t1) kJ又因50 mol/L盐酸中含有mol的HCI，mol的HCI与mol NaOH发生中和反应，生成molH2O，放出的热量是（t2-t1） kJ,所以，生成1molH2O时放出的热量即中和热为：A H =0.418(t a- tj0.025kJ / mol问题和讨论要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意什么？实验说明：1．作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。
中和反应反应热的测定
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
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？ 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。 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？。 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.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？ 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.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？
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)在中和热测定实验中能否用金属(不与酸 反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？ (2)实验中为何使用0.55 mol/L NaOH溶液而不 用0.50 mol/L的NaOH溶液？ 答案： (1) 不能，因为金属易导热，会造成 热量损失，增大实验误差。 (2)保证0.50 mol/L的盐酸全部反应，提高实验 的精确度。
实验 中和反应热的测定
实验 中和反应热的测定【实验目的】1、理解中和热的概念。
2、学习中和热的测定方法。
3、通过实验，进一步领会做定量实验的方法。
【知识点回顾】中和热概念：酸与碱发生中和反应生成1molH 2O 时所释放的热量【实验原理】1、0.50mol ·L －1盐酸和0.55 mol ·L －1NaOH 溶液的密度都是1g ·cm －3，所以50mL 0.50mol ·L－1盐酸的质量m 1=50g ，50mL 0.55mol ·L －1NaOH 溶液的质量m 2=50g 。
2、中和后生成的溶液的比热容c=4.18J ·(g ·℃)－1，由此可以计算出0.50mol ·L －1盐酸与0.55mol ·L －1NaOH 溶液发生中和反应时放出的热量为（m 1+m 2）·c ·(t 2-t 1)=0.418(t 2-t 1)kJ又因50mL 0.50mol ·L －1盐酸中含有0.025molHCl ，0.025molHCl 与0.025molNaOH 发生中和反应，生成0.025molH 2O ，放出的热量是0.418（t 2-t 1）kJ ，所以生成1 molH 2O 时放出的热量即中和热为 △H=-025.0)(418.012t t kJ ·mol -1 【实验用品】大烧杯（500mL ）、小烧杯（100mL ）、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料或硬纸板（中心有两个小孔），环形玻璃搅拌棒。
0.50mol ·L －1盐酸、0.55mol ·L －1NaOH 溶液。
注：为了保证0.50mol ·L －1盐酸完全被NaOH 中和，采用0.55mol ·L －1NaOH 溶液，使碱稍微过量。
【实验过程】一、测定前的准备工作1、 温度计的使用。
实验探究 中和热的测定
验操作均正确， 验操作均正确，则所求中和热 “不相等”）； 不相等”
（4）已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 已知在稀溶液中， 放出57.3 kJ的热量 的热量， 1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量，则上述反应的热化
NaOH(aq)+HCl(aq) 学方程式为： 学方程式为： NaCl(aq)+H2O(l) 。 ∆H=-57.3 kJ/mol
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考查学生对中和热测定的实验能力、 解析 考查学生对中和热测定的实验能力、对出现问题 的分析和理解能力，热化学方程式的书写、误差分析等。 的分析和理解能力，热化学方程式的书写、误差分析等。 由于本实验的关键是如何防止热量的损失， 由于本实验的关键是如何防止热量的损失，所以填充大 量泡沫、使用玻璃搅拌器、稍过量的氢氧化钠等； 量泡沫、使用玻璃搅拌器、稍过量的氢氧化钠等； （3）中由于参加反应的盐酸（60 mL 0.50 mol/L）与氢 mol/L） 中由于参加反应的盐酸（ 氧化钠（50 mL 0.55 mol/L）完全反应后生成的水的物质 氧化钠（ mol/L） 的量（ mL× mol/L）比原先（ mL× mol/L） 的量（50 mL×0.55 mol/L）比原先（50 mL×0.50 mol/L） 多，所以放出的热量多，但中和热不变。 所以放出的热量多，但中和热不变。
tHCl + t NaOH 若实验过程中保证盐酸与NaOH NaOH溶液温 t 始= （若实验过程中保证盐酸与NaOH溶液温 2
度相同，则无需用该公式计算） 度) = kJ/mol 0.025 4.注意事项 4.注意事项
起始温度t 起始温度t1/℃ 实验 序号 盐酸 1 2 3 25.1 25.1 25.1 NaOH 溶液 24.9 25.1 25.1 平均 值 25.0 25.1 25.1 终止温度 （t2）/℃ 31.6 31.8 31.9 温差 （t2-t1）/℃ 6.6 6.7 6.8
中和热测定
中和热
一．中和热的定义：在中，和发生中和反应而生成水，这时的反应热叫做中和热
1. 条件：稀溶液
2. 反应物：强酸与强碱的稀溶液
3. 生成1mol水，若反应过程中有其它物质生成，这部分反应热不在中和热之内
二.中和热的测定实验
1、测量装置：
1、环形玻璃搅拌棒的作用
2、能否将环形玻璃搅拌棒换成铁质的
3、温度计的作用
4、碎泡沫塑料的作用
5.实验过程中为什么不用0.5mol/l的NaOH溶液
2、操作步骤
（1）量取50 mL0.50 mol/L的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。
原因：__________
（2）用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，测定其温度，记作tNaOH。
（3）先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(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________温度，记作t终。
（4）重复上述实验两次，取测量所得数据的________作为计算依据。
3、实验原理
4、误差分析。
中和热的测定 (2)
［练习］50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液
在图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 。 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 的热量损失
⑴实验原理：在稀溶液中，强酸与强碱发生 中和反应而生成1mol水时的反应热。实验中 通过中和反应测定反应所放出的热量即可计 算中和热。
Q =m ·c ·Δt
Q：中和反应放出的热量。 m：反应混合液（即酸、碱的质量和）的质量
。 C：反应混合液的比热容。 Δt：反应前后溶液温度的差值。
⑵实验仪器和药品
△H= E反应物总键能－E生成物总键能
－92kJ/mol = 3×436kJ/mol＋1×946kJ/mol
－6×x kJ/mol 解得 x=391kJ/mol
2、热化学方程式： S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－297.3kJ/mol 分析下列说法中正确的是（ A C ） A．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH>297.3KJ/mol B．S(g)+O2(g)=SO2(l) ΔH<297.3KJ/mol C．1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之 和 D．1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之 和
中和热的测定
②药品取用用量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐 酸，倒入小烧杯中，并测量和记录盐酸的温 度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净； 用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液，并测量和记录NaOH溶液的温度
问题⑵ 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？
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实验二中和热的测定
一目的
1 掌握中和热的测定方法
2 通过中和热的测定计算弱酸的解离热
3 学习贝克曼温度计的使用方法
二原理
1 一元强酸强碱的中和反应，中和热不随酸碱种类而改变。
热化学方程式可用离子方程式表示（体系中各组分全部电离）：H++OH-=H2O △H=-57.36kj/mol
2 强碱中和弱酸（HAC）时，HAC解离出H+，进一步与OH-反应，反应式为：CH3COOH=H++CH3COO- △H解离
H++OH-=H2O △H中和
总反应为：CH3COOH+OH-=H2O △H
根据盖斯定律：△H=△H中和+△H解离
3弱酸的解离热：△H解离=△H-△H中和
三仪器及药品
量筒500ml(一只) 50ml（一只）中和热测量装置一套分析天平纯水机
浓度各为1mol/l的NaOH，HCl，HAC溶液
四操作
1 量热计常数的测定
(1)准备
①量热杯中加入500ml水, 放入磁珠，调整适当的转速。
②传感器插入量热杯中，接通电热丝和夹子，“测试状态”调节“加热功率”为2.5“待机状态”，取下电热丝上的任意夹子
③温度稳定后，切换到“测试状态”，仪器队温差自动采零,设定“定时”
60s记录一次温差，蜂鸣
（2）加热
①记录第十次时，接通电热丝和夹子。
加热开始，记录温度和时间
②待温度升高0.8-1℃时，取下电热丝上的夹子。
记录通电时间t
③继续搅拌，一次/分，记录十次温度
（3）求△T1,作图法求出通电引起的△T1（雷诺校正法确定）
2 中和热的测定
（1）量热杯中注入400ml水，再加入50ml1mol/l的HCl,取50ml1mol/l的NaOH 溶液注入碱储液管中
（2）调节磁珠转速，放入碱管，盖好瓶盖。
记温度（1次/分），10次
（3）加入碱液，连续记录温度1次/分
（4）温度上升后，温度维持一段时间不变，即可停止
（5）作图法求△T2
3 醋酸解离热的测定
用1mol/l的醋酸代替盐酸溶液重复2操作求△T3
五数据记录和处理
记录P=2.5W △T1△T2 △T3
1 量热计常数的计算
K=Pt/△T1 量热计每升高1℃时所需的热量J/K
2 中和热的计算
△H中和=-K△T2*1000/CV C:mol/l V:ml
3 解离热的计算
△H=-K△T3*1000/CV
△H解离=△H-△H中和
六注意事项
1 电热丝不能干烧，杯中加水后才能接上电源夹子。
2 加热过程中要保持加热功率稳定
3 要认真检查碱储液管，不能漏液，否则重装。
4 加碱液时要小心，用力过猛，容易损坏仪器。
5 通电时间要记录准确。
6 倾倒液体时，要先把磁珠取出，以免丢失。
七问题与讨论
1两次取下夹子，哪一次取下夹子后，夹子碰触会短路？
2 加热丝停止通电，与“待机状态”的区别在哪里？
3 测量中影响实验结果的因素有哪些？
4 若用NaOH固体代替NaOH溶液，测得的中和热是否变化？若变化，如何变化？为什么？
NaOH固体溶解放热
八规定自行
1教材上要求每个操作要重复三次，由于时间关系只操作一遍。
2 1mol/l的NaOH，HCl，HAC溶液,由教师提前配好。
3 贝克曼温度计有温度传感器代替。
4 仪表上显示有温度，温差，要求学生记录温度。
九作业
1 P58六思考讨论题
2 实验报告
3 阅读贝克曼温度计的结构及使用P42。