学案：1.1.2 中和反应的反应热及其测定

第一节化学反应与能量的变化第2课时中和反应的反应热及其测定学习目标1．通过中和反应反应热的测定，初步学习化学反应反应热的测定方法。

2．能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。

重点难点1．能够通过中和反应反应热的测定，加深对中和热概念的理解。

2．熟知中和热测定的原理、实验仪器、用品、实验过程与操作，减小实验误差的方法。

预习导学1．中和反应（1）定义：酸和碱反应生成盐和水的反应。

（2）实质：酸电离产生的和碱电离产生的反应生成。

强酸和强碱生成可溶性盐和水的离子反应式为：来表示。

预习交流1氢氧化钡和硫酸反应的离子方程式能否用H＋＋OH－===H2O2．中和热（1）定义：在溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成时的反应热叫中和热。

（2）注意：①稀溶液：是指存在大量水的溶液。

②量的标准：必须是生成水。

（3）对于强酸和强碱的稀溶液反应，中和热基本上是相等的，表示为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

预习交流2已知在稀溶液里盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应生成 1 mol 水时，放出的热量为57.3 kJ。

请思考：（1）弱碱与弱酸反应。

（2）浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应。

（3）稀硫酸与氢氧化钡溶液反应放出的热量是否也都是57.3 kJ ？互动探究中和反应反应热的测定活动与探究：请你按以下设计方案完成实验，并讨论实验过程中注意的几个问题。

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、泡沫塑料盖或硬纸板、碎纸条或泡沫塑料、环形玻璃棒。

试剂：0.5 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1 氢氧化钠溶液实验步骤1．在大烧杯底部垫泡沫塑料(或碎纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯口相平，然后在大烧杯、小烧杯之间填泡沫塑料(或碎纸条)，大烧杯上用泡沫塑料盖(或硬纸板)作盖板，在中央开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃棒通过，达到隔热、减少实验过程中热量损失的目的。

2．用一个量筒量取50 mL 0.5 mol·L－1 盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表，然后用水将温度计上的酸冲洗干净。

3．用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 的氢氧化钠溶液，并用温度计测量氢氧化钠溶液的温度，记入下表。

4．把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的氢氧化钠溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，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．数据处理ΔH ＝－210.4180.025t （-）t kJ·mol －1 实验过程中的注意事项：（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）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？（3）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？迁移与应用50 mL 1.0 mol·L －1 盐酸跟 50 mL 1.1 mol·L －1 氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应，并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热。

试回答下列问题：（1）大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 。

（2） (填“能”或“不能”)将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒。

其原因是 。

（3）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热数值的影响是 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

（4）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1 盐酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所放热量(填“增加”“减少”或“不变”)，理由；所求中和热数值(填“增加”“减少”或“不变”)，理由是。

归纳总结测得的数据若不是57.3 kJ·mol－1，产生误差的原因可能是：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，大于50 mL 或小于50 mL 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便立即去测碱的温度，致使热量损失而引起误差。

典例分析【例1】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H+(aq)+OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，分别向1 L 0.5 mol·L－1 的NaOH溶液中加入：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系正确的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3 D．ΔH2＜ΔH3＜ΔH1【例后反思】考查中和热大小的比较，中和热是指稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol 水时的反应热，根据弱电解质的电离吸热，浓硫酸溶于水放热以及比较大小时要考虑“－”号，据此解答。

【例2】下列有关叙述正确的是()A．如图所示，测定中和热时，大小两烧杯间填满碎纸条或泡沫塑料的目的是固定小烧杯B．若用50 mL 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液，分别与50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸和50 mL0.50 mol·L－1 的硫酸充分反应，两反应测定的中和热不相等C．中和热测定实验也可以用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应D．为了简化装置，中和热测定实验中的环形玻璃搅拌棒可以由温度计代替【例后反思】考查有关中和热的测定，掌握中和热的测定原理、过程是解题的关键，中和热测定实验成败的关键是保温工作，烧杯间填满碎纸条的作用是保温；中和热是稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1 mol水时放出的热量，与酸碱的用量无关；应用环形玻璃棒搅拌溶液，而不能用温度计代替。

学习小结一．中和热定义：稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热。

二．中和热的测定实验原理1．反应原理：H+(aq)+OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3 kJ·mol－12．计算方法：(强酸和强碱反应) Q＝mcΔt（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Δt：反应前后溶液温度的差值随堂训练1．含11.2 g KOH的稀溶液与1 L、0.1 mol·L－1的H2SO4 溶液反应放出11.46 kJ 的热量，下列能正确表示中和热的热化学方程式是()A．KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH＝－11.46 kJ·mol－1B．2KOH(s)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1C．2KOH(aq)+H2SO4===K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH＝+114.6 kJ·mol－1D．KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－12．在测定中和热时，应使用的仪器正确的组合是()①天平②量筒③烧杯④蒸发皿⑤温度计⑥试管⑦酒精灯⑧环形玻璃搅拌棒A．①②④⑤B．②③⑤⑧C．②③④⑦D．全部3．某同学用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 L 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液进行中和反应并计算中和热，造成测得的结果偏高的原因可能是()A．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓B．做本实验的当天室温较高C．将50 mL 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液取成了50 mL 0.55 mol·L－1的氨水D．在量取盐酸时仰视读数4．实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液和如图所示装置，进行测定中和热的实验，得到表中的数据：完成下列问题：（1）实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_________________________。

（2）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是_________________________。

（3）根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热ΔH＝_____________________。

[盐酸和NaOH 溶液的密度按1 g·cm－3 计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)－1 计算]。

如用0.5 mol·L－1 的盐酸与NaOH 固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将_________；(填“偏大”、“偏小”、“不变”)，其理由是_________________________。

（4）若某同学利用上述装置做实验，有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是_________________________（填字母）。

A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓C．做本实验的当天室温较高D．将50 mL 0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液取成了50 mL 0.55 mol·L－1的氨水E．在量取盐酸时仰视计数F．大烧杯的盖板中间小孔太大参考答案预习导学1．（2）H＋OH－1H2O H＋＋OH－===H2O预习交流1【答案】不能，硫酸钡难溶于水。

2．（1）稀 1 mol H2O （2）②1 mol预习交流2【答案】（1）因为弱酸、弱碱在电离过程中需要吸热，所以弱酸、弱碱发生中和反应生成1 mol H2O 放出的热量要小于57.3 kJ。

（2）因为浓硫酸与稀NaOH 溶液的反应过程中还包括浓硫酸的稀释，稀释时要放出大量的热，所以浓硫酸与稀NaOH 溶液发生中和反应生成 1 mol H2O 放出的热量要大于57.3 kJ。

（3）稀硫酸与稀氢氧化钡溶液发生中和反应，不仅生成H2O，而且生成BaSO4 沉淀，生成BaSO4 沉淀时会放出热量，所以此反应生成1 mol 水时放出热量要大于57.3 kJ。

互动探究实验过程中的注意事项：（1）【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。