2017年秋高二化学人教版选修四同步学案：第1章 第1节 化学反应与能量的变化2中和反应的反应热及其测定

第2课时 中和反应的反应热及其测定

【学习目标】

1.正确认识中和热的概念。

2.通过中和热的测定，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会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。

一 中和反应 中和热

【新知导学】

1．中和反应的概念是_____________________，实质是______________________________。强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的离子方程式为H＋OH===H2O。 2．写出下列反应的化学方程式 (1)将0.02 mol·L(2)将0.01 mol·L

－1－1

＋

－

盐酸与0.02 mol·L硫酸与0.02 mol·L

－1－1

氢氧化钠溶液等体积混合：___________________。 氢氧化钠溶液等体积混合：__________________。

3．上述两反应，若从物质类别的变化分析，其反应类型是____________；若从能量的变化分析，其反应类型是____________。

4．上述两反应的离子方程式是________________，两反应过程中的热量变化________(填“相同”或“不同”)，判断的依据是________________________________。 【归纳总结】

关于中和热的理解

(1)中和热的概念是酸和碱在________中发生中和反应生成________________时的反应热。 (2)浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生________，________要________热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生________，______要________热量，故放出的热量均不完全是中和热。

(3)强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1 mol H和1 mol OH反应生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ的热量，表示为H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol1。

＋

－

－

＋

－

【活学活用】

1．下列说法正确的是( )

A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量 B．1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热

C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 D．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液 2．下列关于中和热的说法中正确的是( )

A．10 L 0.1 mol·L1 NaOH溶液与10 L 0.1 mol·L

－

－

－1

盐酸反应时的反应热是中和热

B．1 mol HCl气体通入1 L 0.01 mol·L1 NaOH溶液中反应时的反应热是中和热 C．1 mol CH3COOH与2 mol NaOH溶液反应时的反应热是中和热 D．只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热

二 中和热的测定

【新知导学】

1．中和反应反应热可以用实验的方法测得：先将反应器置于绝热容器中，然后在反应器内将酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，______________________________，测量出________________，根据水的质量、比热容等即可求出反应放出的热量。 2．实验装置

(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。

(2)实验过程中，还需要的其他仪器有______________。 3．实验测量数据 (1)初始温度(t1)

用一________量取50 mL 0.50 mol·L

－

－1

盐酸，倒入________中并测量其________；用另一

________量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液并测量其________，取两温度平均值为t1。 (2)终止温度(t2)

把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的________中，并把量筒中的________一次倒入小烧杯中，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____________，记录为终止温度t2。

(3)重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 4．实验数据处理

盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm3，反应后溶液的比热容c＝

－

4.18 J·g1·℃1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是__________________，中和

－

－

热为________________________________________________。 5．中和热测定实验中应注意的事项

(1)防止热量散失的方法：a.两个烧杯口要相平；b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片；c.用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌；d.实验时动作要迅速。 (2)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。 (3)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。

【归纳总结】

中和反应热的测定实验步骤

绝热装置的准备——减少热量损失

量取反应物，测反应前温度——用稀盐酸、NaOH稀溶液

混合反应物，测反应后温度——测反应后混合液的最高温度

重复实验——减小实验误差

4.18×103·m?溶液?·?t2－t1?－

计算反应热——ΔH＝－ kJ·mol1

n?H2O?

－

【活学活用】

3．某实验小组设计用50 mL 1.0 mol·L

－1

盐酸跟50 mL 1.1 mol·L

－1

氢氧化钠溶液在如图装置

中进行中和反应。在大烧杯底部垫碎泡沫塑料(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。通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。试回答下列问题：

(1)本实验中用稍过量的 NaOH 的原因是为保证盐酸完全被中和。试问：盐酸在反应中若因为有放热现象，而造成少量盐酸在反应中挥发，则测得的中和热__________________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(2)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热会________________________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3)若用等浓度的醋酸与 NaOH 溶液反应，则测得的中和热会____________________(填“偏大”“偏小”或“不变”)，其原因是__________________________________________。 4．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L

－1

盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸的温度，然后把温度计上的

－

酸用水冲洗干净；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：

(1)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。 A．用温度计小心搅拌 B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C．轻轻地振荡烧杯

D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动

(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝

－

4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

－

－

实验序号 1 2 3

起始温度t1/℃ 盐酸 20.0 20.2 20.5 氢氧化钠溶液 20.1 20.4 20.6 终止温度t2/℃ 混合溶液 23.2 23.4 23.6 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________________(结果保留一位小数)。

(3)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【学习小结】

【达标检测】

1．在做中和热测定实验时，应使用的仪器是( )

①量筒 ②托盘天平 ③烧杯 ④容量瓶 ⑤冷凝管 ⑥温度计 ⑦酒精灯 A．①③⑥ C．①②③⑥

B．②③⑤ D．①②⑥⑦