1、第3課時反應熱的測量一、中和熱1概念：在稀溶液中，酸和堿發生中和反應生成1_mol_h2o時的反應熱叫做中和熱。2表示方法：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj/mol。二、中和熱的測定1實驗原理2實驗用品：儀器：大燒杯(500_ml)、小燒杯(100_ml)、溫度計、量筒(50_ml)兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個小孔)、環形玻璃攪拌棒。試劑：0.50 mol/l鹽酸、0.55 mol/l naoh溶液。3實驗方案：(1)實驗步驟設計裝置如下圖。用一個量筒量取50 ml 0.50 mol/l鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計測量鹽酸的溫度，記入下表。并將溫度

2、計上的酸用水沖洗干凈。用另一個量筒量取50 ml 0.55 mol/l的naoh溶液，并用溫度計測量naoh溶液的溫度，記入下表。把套有蓋板的溫度計和環形玻璃攪拌棒放入小燒杯中的鹽酸中，并把量筒中的naoh溶液一次倒入小燒杯，蓋好蓋板，用環形玻璃攪拌棒輕輕攪動，測量混合溶液的最高溫度，記入下表。重復步驟三次。(2)數據記錄及處理數據記錄表(3)計算反應熱以三次測量所得數據的平均值為計算依據。取鹽酸和naoh溶液的密度為1 g/cm3。忽略實驗裝置的比熱容。取鹽酸質量為m1、naoh溶液質量為m2，反應后溶液比熱容c4.18 j/(g·)，則實驗中反應放出的熱量為(m1m2)·

3、;c·(t2t1)0.418(t2t1) kj，生成1 mol h2o時放出的熱量為：h kj/mol。探究點一正確理解中和熱中和熱的定義定義：在稀溶液中，酸與堿發生中和反應生成1 mol h2o(l)時所釋放的熱量為中和熱。(1)定義中的“稀溶液”一般是指酸、堿的物質的量濃度均小于或等于1 mol/l的溶液，因為溶液混合時會產生溶解熱效應而影響中和熱的測定。(2)中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時吸熱所伴隨的熱效應。實驗測得生成1 mol 水放出57.3 kj的熱量是指強酸、強堿在稀溶液中發生中和反應時的中和熱，有弱酸或弱堿參加的中和反應，實驗測出的中和

4、熱數值一般低于57.3 kj，因為弱電解質反應時會繼續電離，電離時要吸熱。(3)中和反應的實質是h和oh化合生成h2o，若反應過程中有其他物質生成，這部分反應熱也不在中和熱內。例如：若測定硫酸與ba(oh)2溶液的反應熱，則所測h偏小，即中和熱數值大于57.3 kj/mol，這主要是因為ba2和so生成難溶物baso4也會放出熱量。(4)強酸與強堿反應的中和熱的表示：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj/mol(5)中和熱是以生成1 mol h2o所放出的熱量來定義的，因此在書寫中和熱的熱化學方程式時，就以生成1 mol h2o為標準來配平其余物質的化學計量數。如：naoh(a

5、q)h2so4(aq)=na2so4(aq)h2o(l)h57.3 kj/mol(6)中和熱與酸堿的用量無關中和熱以生成1 mol h2o為基準，因此當改變酸、堿的用量時，反應放出的熱量發生改變，但中和熱不會發生改變，它是一個定值，與酸、堿用量無關。特別提醒：(1)利用強酸和強堿的稀溶液測出的中和熱才為57.3 kj/mol，因為濃酸溶液和濃堿溶液在相互稀釋時會放熱，弱酸或弱堿在中和反應中電離要吸收熱量，所以測出的中和熱往往不為57.3 kj/mol。(2)以生成1 mol 水為基準。(3)測定中和熱的反應不能生成沉淀如ba(oh)2h2so4=baso42h2o。1酸堿中和反應的實質可表示為

6、：hoh=h2o，能否用此表示所有中和反應的離子方程式？提示：酸堿中和反應的實質不能與離子方程式意義中的“實質”混同。根據離子方程式的書寫要求：將難電離或難溶于水的物質以及氣體等用化學式表示，所以弱酸、弱堿參與中和反應時應寫成分子的形式。例如，醋酸和氫氧化鈉反應的離子方程式就應當寫為：ch3coohoh=ch3cooh2o，只有可溶性強酸與可溶性強堿反應且沒有沉淀生成的離子方程式才可以用hoh=h2o表示。2是否所有酸與堿的中和熱都是相同的？提示：在稀溶液中，強酸和強堿完全電離，所以它們的反應實質就是h與oh結合成h2o，每生成1 mol水放出的熱量(中和熱)是相同的，均為57.3 kj/mo

7、l。但弱酸、弱堿在水溶液中不能完全電離，存在著電離平衡。弱酸或弱堿參與中和反應的同時，伴隨著電離，電離過程要吸收熱量，此熱量就要由h與oh結合成水分子放出的熱量來抵償，所以總的來說中和熱小于57.3 kj/mol。【例1】下列說法錯誤的是()a中和熱是指酸和堿反應生成1 mol水時放出的熱量b在稀溶液中，1 mol naoh與1 mol ch3cooh反應生成1 mol h2o，放出的熱量小于中和熱c在稀溶液中，1 mol nh3·h2o與1 mol hcl反應生成1 mol h2o，放出的熱量小于中和熱d在稀溶液中，0.5 mol h2so4與0.5 mol ba(oh)2反應生成

8、1 mol水，放出的熱量大于中和熱【解析】中和熱是指在稀溶液中，強酸和強堿反應生成1 mol液態水時放出的熱量，a項錯誤；醋酸是弱電解質，電離吸熱，b項正確；nh3·h2o是弱電解質，電離吸熱，c項正確；h2so4與ba(oh)2反應除生成水外，還生成硫酸鋇沉淀，所以放出的熱量大于中和熱，d項正確。【答案】a強酸和強堿的稀溶液反應的中和熱可表示為h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj·mol1。已知：ch3cooh(aq)naoh(aq)=ch3coona(aq)h2o(l)hq1 kj·mol1h2so4(aq)2naoh(aq)=na2so4(a

9、q)2h2o(l)hq2 kj·mol1hno3(aq)koh(aq)=kno3(aq)h2o(l)hq3 kj·mol1上述三個熱化學方程式中q1、q2、q3的大小關系為(c)aq1q2q3bq2>q1>q3cq2>q3>q1 dq2q3>q1解析：ch3cooh和hno3的物質的量都是1 mol，但ch3cooh是弱酸，在溶液中主要以分子形式存在，反應過程中要發生電離，電離過程吸收熱量；hno3是強酸，在溶液中完全電離，所以hno3與koh反應放出的熱量較多，即q3>q1。h2so4是二元強酸，1 mol h2so4完全反應生成2 m

10、ol h2o，則q22q3。綜上所述，q2>q3>q1。探究點二中和熱的測定1實驗的注意事項(1)作為量熱的儀器裝置，要隔熱、保溫，盡量減少熱量散失。其保溫隔熱的效果一定要好，在兩燒杯之間的縫隙一定要塞滿泡沫塑料(或紙條)；小燒杯杯口與大燒杯杯口相平；泡沫塑料板上的兩個小孔要恰好使溫度計和環形玻璃攪拌棒通過。(2)溫度計的讀數要準確。a.測量溫度時，溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中；b.測量鹽酸的溫度后，要將溫度計上的酸沖洗干凈后再測量naoh溶液的溫度；c.應讀取混合液的最高溫度。(3)鹽酸和naoh溶液的濃度、體積必須準確。(4)酸堿混合時操作要快，并立即蓋好蓋板。(5)環

11、形玻璃攪拌棒不能用鐵絲代替，若用鐵絲代替，會因鐵絲與酸反應放出熱量，且鐵絲傳熱快會使測定結果不準確。(6)實驗時也可選用濃度、體積都不相同的酸、堿溶液進行反應熱的測定，但應以量小的為基準進行計算，因為過量的酸、堿并不參與中和反應。(7)對于定量實驗，均需重復實驗步驟，取23次實驗數據的平均值。(8)平行實驗中獲得的數據tt2t1應很接近，若某個t與其他數據差別較大，必為錯誤操作引起，應舍棄。(9)對于定量實驗，均存在實驗誤差，需要對誤差進行分析。本實驗由于儀器的保溫、隔熱效果和操作方面的原因，產生的誤差會導致的結果一般是h>57.3 kj/mol(即生成1 mol h2o所放出的熱量小于

12、57.3 kj)。2計算公式h kj/mol3誤差分析依據看實驗中有哪些因素能造成(t2t1)出現誤差。若(t2t1)偏大，則|h|偏大，若(t2t1)偏小，則|h|偏小。450 ml 0.50 mol/l鹽酸與50 ml 0.55 mol/l naoh溶液反應的誤差分析：1用溫度計測量酸的溫度后，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？提示：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生中和反應而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會使總溶液的質量增加，而導致實驗結果出現誤差。2酸、堿混合時，為何要把量筒中的naoh溶

13、液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？提示：因為本實驗的關鍵是盡可能減少熱量的散失，若動作遲緩，將會使熱量損失而使誤差增大。3若改用100 ml 0.50 mol·l1的鹽酸和100 ml 0.55 mol·l1的naoh溶液，所測中和熱的數值是否約為本實驗結果的二倍(假定各步操作沒有失誤)?提示：否。因中和熱是指在稀溶液中強酸與強堿發生中和反應生成1 mol h2o時的反應熱，其數值與反應物的量的多少無關，故所測結果應基本和本次實驗結果相同(若所有操作都準確無誤，且無熱量損失，則二者結果相同)。【例2】在800 ml的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50 ml 0.50 mol

14、83;l1鹽酸的200 ml燒杯放到大燒杯中，兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋，通過蓋子插入一根玻璃攪拌棒(末端呈半圓環的玻璃棒)和一只溫度計，測定溶液的溫度。迅速往鹽酸中加入50 ml 0.55 mol·l1燒堿溶液，蓋好，攪拌溶液，觀察溫度的變化。當溫度保持穩定時，記錄讀數，取出裝反應液的燒杯，倒出溶液，清洗干凈，保持內外杯壁干燥。重復進行三次實驗。用這一實驗可以粗略測定中和熱。(1)燒杯間填滿碎紙屑的作用是_。(2)要重復進行三次實驗的目的是_。(3)燒杯如果不蓋泡沫塑料板，所求得的中和熱數值將_(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(4)實驗中若改用60 ml 0

15、.50 mol·l1鹽酸和50 ml 0.55 mol·l1燒堿溶液進行上述反應，與上述實驗相比，所放出的熱量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱_(填“相等”或“不相等”)，理由是_。(5)三次平行操作測得數據中，起始時鹽酸與燒堿溶液溫度相同，而終止溫度與起始溫度之差(t2t1)分別為2.3 ，2.4 ，2.9 ，則最終代入計算式的溫度差的平均值為_。【思路分析】本題綜合考查中和熱測定實驗中的儀器選取，誤差分析及實驗數據的取舍與處理等。【解析】首先要明確實驗原理、“量熱器”的組成以及造成實驗誤差的原因，然后按實驗步驟進行分析和判斷。(1)碎紙條的作用是減少實驗過程中的

16、熱量損失。(2)重復實驗的目的是減小實驗誤差。(3)不蓋泡沫塑料板會損失部分熱量，故所測結果偏小。(4)由中和熱概念可知，中和熱是以生成1 mol h2o(l)為標準的，而與過量部分的酸、堿無關。(5)所測溫度2.9 顯然是錯誤的，代入計算式的溫度應是與的平均值。【答案】(1)保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量的損失(2)減小實驗過程中的誤差(3)偏小(4)不相等相等因為60 ml 0.50 mol·l1鹽酸和50 ml 0.55 mol·l1 naoh溶液反應能生成0.027 5 mol h2o(l)，而50 ml 0.50 mol·l1鹽酸與50 ml 0.55

17、mol·l1 naoh溶液反應只能生成0.025 mol h2o(l)，因此所放出的熱量不同。但中和熱是指酸與堿發生中和反應生成1 mol h2o(l)時所放出的熱量，與酸、堿的用量無關，因此所求中和熱相等(5)2.35某實驗小組用0.50 mol/l naoh溶液和0.50 mol/l硫酸溶液進行中和熱的測定。.配制0.50 mol/l naoh溶液。(1)若實驗中大約要使用245 ml naoh溶液，則至少需要稱量naoh固體5.0 g。(2)從下表中選擇稱量naoh固體所需要的儀器a、b、e(填序號)。.測定中和熱的實驗裝置如下圖所示。(1)寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中

18、和熱的熱化學方程式(中和熱數值為57.3 kj/mol)：h(aq)oh(aq)h2o(l)_h57.3_kj/mol。(2)取50 ml naoh溶液和30 ml硫酸溶液進行實驗，實驗數據如下表。請填寫下表中的空白：近似認為0.50 mol/l naoh溶液和0.50 mol/l硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c4.18 j/(g·)。則h53.5_kj/mol(取小數點后一位)。上述實驗結果的數值與57.3 kj/mol有偏差，產生偏差的原因可能是a、c、d(填字母)。a實驗裝置保溫、隔熱效果差b在量取naoh溶液體積時仰視讀數c分多次把naoh溶液倒入盛

19、有硫酸的小燒杯中d用溫度計測定naoh溶液起始溫度后直接測定h2so4溶液的溫度解析：本題把反應熱的測定與溶液的配制實驗較好地融合在一起，更突出了教材實驗的重要性，可以改進、延伸或組合等。是配制一定濃度的氫氧化鈉溶液的計算與稱量操作中器材的選擇，考查了氫氧化鈉的腐蝕性。是考查實驗數據的分析處理及誤差分析等問題。為了減少誤差一般采用至少重復實驗2次求平均值的方法。1下列有關敘述正確的是(c)a如圖所示，測定中和熱時，大小兩燒杯間填滿碎紙條或泡沫塑料的目的是固定小燒杯b若用50 ml 0.55 mol·l1的氫氧化鈉溶液，分別與50 ml 0.50 mol·l1的鹽酸和50 m

20、l 0.50 mol·l1的硫酸充分反應，兩反應測定的中和熱不相等c中和熱測定實驗也可以用稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應d為了簡化裝置，中和熱測定實驗中的環形玻璃攪拌棒可以由溫度計代替解析：大小兩燒杯間填滿碎紙條或泡沫塑料的目的是保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量損失，a錯誤；中和熱是固定值，b錯誤；測定中和熱只要用強酸與強堿反應即可，c正確；溫度計不能攪拌液體，d錯誤。2下列說法中正確的是(b)a中和熱的測定實驗中需要用的主要玻璃儀器有：兩個大小相同的燒杯、兩個大小相同的量筒、溫度計、環形玻璃攪拌棒b可以用保溫杯來代替燒杯做有關測定中和熱的實驗c在測定中和熱的實驗中，至少需要測定并記錄溫度

21、的次數是3次d測定中和熱實驗中，若所使用的稀naoh溶液的物質的量稍大于稀鹽酸，則會導致所測得的中和熱數值偏高解析：為了防止散熱，在中和熱測定的實驗中應選用一大一小兩個燒杯，小燒杯和大燒杯之間應用塑料泡沫隔開，選項a錯誤；很顯然，從防止散熱的效果看，使用保溫杯完全可以，而且防止散熱的效果更好，選項b正確；中和熱測定的原理是首先根據公式qcmt求出反應過程中放出的熱量，然后再根據hq/n(h2o)計算中和熱。式中t表示反應后的最高溫度與反應前鹽酸與氫氧化鈉的平均溫度之差，因此每次實驗至少需要測定3次溫度，由于中和熱的測定屬于定量實驗，因此至少做3次實驗才能求出其正確值，所以在整個實驗過程中最少需

22、要測定并記錄溫度的次數是9次，選項c錯誤；在中和熱測定過程中為了提高實驗的準確度，需保證酸和堿完全反應，在實驗中通常使一種物質稍過量，選項d錯誤。3下列化學反應的h的絕對值最大的是(d)anaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h1bnaoh(aq)h2so4(aq)=na2so4(aq)h2o(l)h2cch3cooh(aq)naoh(aq)=ch3coona(aq)h2o(l)h3dnaoh(aq)h2so4(濃)=na2so4(aq)h2o(l)h4解析：濃硫酸溶于水放出大量熱，ch3cooh是弱電解質，電離過程吸熱，所以絕對值大小關系是h4>h1h2>h

23、3。4強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的熱效應：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj·mol1，分別向1 l 0.5 mol·l1的naoh溶液中加入：稀醋酸；濃h2so4；稀硝酸，恰好完全反應時的熱效應分別為h1、h2、h3，它們的關系表示正確的是(b)ah1>h2>h3 bh2<h3<h1ch1h2h3 dh2>h3>h1解析：題中濃h2so4稀釋放熱，稀醋酸、稀硝酸符合中和熱測定濃度要求，但醋酸是弱酸，電離時要吸熱。所以放出熱量大小順序：濃h2so4>稀硝酸>稀醋酸。對于放熱反應，h<0，即h為負值，放熱越多，h反而越小。5下列酸與堿中和反應熱化學方程式可用：h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj·mol1來表示的是(q1，q2，q3，q4都大于0)(c)ach3cooh(aq)naoh(aq)=ch3coona(aq)h2o(l)hq1 kj·mol1b.h2so4(濃)naoh