第一节化学反应与能量的变化(第三课时)中和热

第一章化学反应与能量 第一节化学反应与能量的变化 第三课时 新课标人教版选修四 化学反应原理 实验探究中和反应反应热的测定 一 中和热 1 酸和碱的中和反应有热量放出 可以通过实验测得中和反应的反应热 当1L1mol L的稀盐酸跟1L1mol L的NaOH溶液起中和反应时 能放出57 3kJ的热量 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 2 如果用1L1mol L的KOH溶液中和1L1mol L的HNO3溶液 也能放出57 3kJ的热量 KOH aq HNO3 aq KNO3 aq H2O l H 57 3kJ mol 一 中和热1 定义 在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应 生成1mol水时的反应热叫做中和热 2 中和热的表示 H aq OH aq H2O 1 H 57 3kJ mol3 要点 条件 稀溶液 稀溶液是指溶于大量水的离子 反应物 强 酸与 强 碱 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 电解质电离的吸热所伴随的热效应 生成1mol水 中和反应的实质是H 和OH 化合生成H20 若反应过程中有其他物质生成 这部分反应热也不在中和热之内 放出的热量 57 3kJ mol 例 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 求下列中和反应中放出的热量 1 用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 kJ的热量 2 用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应 放出 kJ的热量 28 7 28 7 问题 中和热与反应热是否相同 它们之间有什么区别和联系 不同 它们都是指化学反应放出的能量 但中和热仅指在稀溶液中 酸跟碱发生中和反应而生成1mol水时的反应热 任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热 但却不一定是中和热 本节课 我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应 哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢 请大家讨论回答 实验名称中和反应反应热的测定 实验目的测定强酸与强碱反应的反应热 学习重点中和反应反应热的测定原理和方法 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 泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 0 50mol L盐酸 0 55mol LNaOH溶液 对于溶液还需注意哪些问题 1 酸 碱溶液一定要用稀溶液因为 稀溶液中强酸与强碱已经完全电离 不会影响H OH H2O反应产生的热量的测定 浓酸浓碱稀释过程中要放热 稀溶液的比热接近于水 密度与水相差不大 在粗略计算时误差小 溶液也不能过稀 因为溶液浓度太小时 体系温度变化太小 测量误差较大 2 反应中不能用弱酸 弱碱 因为弱酸 弱碱电离需要吸热 从而使测得的反应热数值偏小 实验原理 Q mc t 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 Q V酸 酸 V碱 碱 c t2 t1 其中V酸 V碱 50mL c酸 0 50mol Lc碱 0 55mol L 酸 碱 1g cm3c 4 18J g Q 0 418 t2 t1 kJ 我们利用什么原理来测定酸 碱反应的反应热 也称中和热 呢 式不是该反应的反应热 因为反应热是有正负的 中和反应放热 故其 H为 中和热是稀的酸 碱中和生成1mol水的反应热 而50mL0 50mol L的盐酸与50mL0 55mol L氢氧化钠反应后生成的水只有0 025mol 故 式表示的也不是中和热 思考 式表示的是不是该反应的反应热 是中和热吗 为什么 实验步骤 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 如下图所示 中和热的测定 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 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 若换用隔热 密封性能更好的装置 如保温杯 会使实验结果更准确 或用块状聚苯乙烯泡沫塑料 2 用一个量筒最取50mL0 50mol 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 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 用另一个量筒量取50mL0 55mol LNaOH溶液 并用温度计测量NaOH溶液的温度 记入下表 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 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 测量酸 碱溶液温度时要过一段时间后再读数 测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度 为了保证0 50mol L的盐酸完全被NaOH中和 采用0 55mol LNaOH溶液 使碱稍稍过量 若使盐酸过量 亦可 2 实验过程中能否用温度计做搅拌棒 玻璃搅拌棒可以用金属搅拌棒代替吗 5 重复实验两次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 1 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 议一议 你所测得的数据是否为57 3kJ mol 若不是 分析产生误差的原因 可能的原因有 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50mL的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50mL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立即去测碱的温度 致使热量损失而引起误差 误差分析 讨论下列问题 1 本实验中若把50mL0 50mol L的盐酸改为50mL0 50mol L醋酸 所测结果是否会有所变化 为什么 2 若改用100mL0 50mol L的盐酸和100mL0 55mol 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 答案 1 会有所变化 因为醋酸为弱电解质 其电离时要吸热 故将使测得结果偏小 2 否 因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量 其数值与反应物的量的多少无关 故所测结果应基本和本次实验结果相同 若所有操作都准确无误 且无热量损失 则二者结果相同 练习 50mL0 50mol L盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH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 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 无影响 4 实验中改用60mL0 50mol L盐酸跟50mL0 55mol LNaOH溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 不相等 所求中和热 填 相等 不相等 简述理由 5 用相