高中化学 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量的变化（第2课时）导学案 4

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第2课时中和反应的反应热及其测定[学习目标定位]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1。中和反应的概念是酸和碱反应生成盐和水的反应，实质是酸电离产生的H＋与碱电离产生的OH－结合成H2O。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0.02mol·L－1盐酸与0.02mol·L－1氢氧化钠溶液等体积混合:HCl＋NaOH=NaCl＋H2O。(2）将0。01mol·L－1硫酸与0。02mol·L－1氢氧化钠溶液等体积混合：H2SO4＋2NaOH=Na2SO4＋2H2O。3。上述两反应，若从物质类别的变化分析，其反应类型是中和反应；若从能量的变化分析,其反应类型是放热反应。4.上述两反应的离子方程式是H＋＋OH－=H2O，两反应过程中的热量变化相同(填“相同”或“不同"），判断的依据是参加两反应的H＋、OH－的数目都相同。归纳总结关于中和热的理解（1）中和热的概念是酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O（l)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溶解，溶解要放出热量；若是浓的弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要吸收热量,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,1molH＋和1molOH－反应生成1molH2O(l），放出57.3kJ的热量，表示为H＋（aq)＋OH－（aq)=H2O（l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。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。1mol酸与1mol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1molH2O（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溶液答案C解析本题考查的是中和热的概念,关键是记清楚有关中和热的问题。中和热是指稀酸、稀碱中和反应生成1molH2O(l)时所放出的热量，故C正确;H2SO4和Ba(OH）2反应时，除生成水外，还有BaSO4沉淀生成，所以其反应热不是中和热，D错误。2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq）＋OH－（aq)=H2O（l）ΔH＝－57。3kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(）A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B。ΔH1<ΔH3<ΔH2C。ΔH1＝ΔH3〉ΔH2 D.ΔH1〉ΔH3〉ΔH2答案D解析因为稀醋酸是弱酸，难电离，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸）>Q(稀硝酸）〉Q（稀醋酸），又因放热反应中ΔH为负值，即ΔH＝－Q，故ΔH2〈ΔH3〈ΔH1，因而选D。二中和热的测定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,放出的热传入水（稀溶液)中，测量出水（稀溶液）的温度变化，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50mL量筒（2个)。3。实验测量数据(1）初始温度(t1)用一量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸,倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50mL0。55mol·L－1NaOH溶液并测量其温度,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盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中,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最高温度，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1g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4。18J·g－1·℃－1。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0。418(t2－t1)kJ,中和热为16.72（t2－t1）kJ·mol－1[或ΔH＝－eq\f(0。418t2－t1,0。025）kJ·mol－1]。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eq\x（绝热装置的准备）——eq\x(减少热量损失)↓eq\x(量取反应物，测反应前温度)——eq\x（用稀盐酸、NaOH稀溶液）↓eq\x（混合反应物，测反应后温度)—-eq\x(测反应后混合液的最高温度)↓eq\x（重复实验）—-eq\x(减小实验误差）↓eq\x（计算反应热)——eq\x（ΔH＝－eq\f(4.18×10－3·m溶液·t2－t1，nH2O）kJ·mol－1)3。50mL0。50mol·L－1盐酸与50mL0。55mol·L－1NaOH溶液在如图所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，烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是.（2)大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热数值（填“偏大”、“偏小”或“无影响").（3）实验中若改用60mL0。50mol·L－1盐酸跟50mL0.55mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量(填“相等”或“不相等”)，所求中和热的数值(填“相等"或“不相等”),理由是。（4)三次平行操作测得的数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2－t1）分别为2.3℃、2.4℃、2.9℃，则最终代入计算式的温度差的平均值为℃.答案（1）环形玻璃搅拌棒保温、隔热，减少实验过程中的热量损失(2）偏小（3）不相等相等60mL0.50mol·L－1盐酸和50mL0。55mol·L－1烧碱溶液反应,能生成0。0275molH2O，而50mL0。50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1烧碱溶液反应只能生成0.025molH2O，因此所放出的热量不相等；中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,与酸、碱的用量无关,因此所求中和热相等(4）2.351。下列反应能用离子方程式：H＋＋OH－=H2O表示的是（)A。氢氧化钡和硫酸溶液B.氢氧化钾和稀硝酸C。纯碱溶液和稀盐酸D。醋酸溶液和烧碱溶液答案B解析A、C、D项的离子方程式分别为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(2－，4）=BaSO4↓＋2H2O、COeq\o\al（2－，3）＋2H＋=H2O＋CO2↑、CH3COOH＋OH－=CH3COO－＋H2O。2。含有11.2gKOH的稀溶液与1L0。1mol·L－1的H2SO4溶液反应,放出11。46kJ的热量，表示该反应的中和热的热化学方程式为（)A。KOH（aq)＋eq\f（1，2)H2SO4（aq）=eq\f（1,2)K2SO4（aq)＋H2O(l)ΔH＝－11.46kJ·mol－1B.2KOH（aq）＋H2SO4（aq)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－11。46kJ·mol－1C。2KOH（aq)＋H2SO4(aq）=K2SO4(aq)＋2H2O(l）ΔH＝－114.6kJ·mol－1D.KOH(aq)＋eq\f(1,2）H2SO4（aq）=eq\f(1,2）K2SO4(aq）＋H2O（l)ΔH＝－57。3kJ·mol－1答案D解析中和热是以生成1molH2O(l）所放出的热量来衡量的,故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数,故答案为D。3.含1molBa(OH)2的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出热量114.6kJ。下列热化学方程式中正确的是(）A。Ba(OH）2（aq)＋2HCl（aq)=BaCl2(aq）＋2H2O（l）ΔH＝＋114.6kJ·mol－1B。Ba（OH)2（aq）＋2HCl（aq)=BaCl2（aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114。6kJ·mol－1C。eq\f(1,2）Ba（OH）2(aq)＋HCl（aq）=eq\f(1,2)BaCl2(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋114。6kJ·mol－1D。eq\f(1,2)Ba（OH）2（aq）＋HCl(aq)=eq\f(1,2)BaCl2(aq）＋H2O（l）ΔH＝＋57。3kJ·mol－1答案B4。已知H＋（aq）＋OH－(aq）=H2O（l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1.回答下列问题：(1）用含20gNaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出kJ的热量。(2)用含2molH2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应，此反应的中和热ΔH＝.（3）如果将（1）反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量（填“大于"、“小于"或“等于”）原来的.答案(1）28.65（2）－57。3kJ·mol－1（3)小于解析（1）20gNaOH的物质的量为0.5mol，所以0.5molNaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0。5mol×57.3kJ·mol－1＝28.65kJ.(2)据中和热的定义可知,中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关,中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1。(3）因醋酸为弱酸，与NaOH溶液中和时,需不断地电离出H＋，而电离过程要吸收热量，故反应放出的热量会减小.5.实验室利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:(1)做1次完整的中和热测定实验，温度计至少需使用次，某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？。（2）实验室用50mL0。50mol·L－1盐酸，50mL0.55mol·L－1NaOH溶液进行测定中和热的实验，为了把测量数据记录下来，请你设计表格。答案（1)3不同意，因为不同的温度计误差不同(2)温度实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差(t2－t1)/℃盐酸NaOH溶液平均值12340分钟课时作业[经典基础题]题组1中和热1。下列关于中和热的说法中正确的是(）A。10L0。1mol·L－1NaOH溶液与10L0。1mol·L－1盐酸反应时的反应热是中和热B。1molHCl气体通入1L0。01mol·L－1NaOH溶液中反应时的反应热是中和热C.1molCH3COOH与2molNaOH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1mol水时的反应热就是中和热答案A解析B中1molHCl气体通入1L0.01mol·L－1NaOH溶液中反应的热效应除了中和热外还有HCl气体的溶解热和电离热效应，错误；C中醋酸溶液和NaOH溶液不一定是稀溶液，错误；D中如果是硫酸与氢氧化钡反应，它们反应除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，放出更多热量,错误。2。25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是（)A.2H＋（aq)＋SOeq\o\al(2－，4）（aq）＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4（s）＋2H2O(l)ΔH＝－114。6kJ·mol－1B.2KOH(aq)＋H2SO4（aq）=K2SO4(aq）＋2H2O(l）ΔH＝－114。6kJ·mol－1C。C8H18(l）＋eq\f（25，2)O2（g）=8CO2(g)＋9H2O(g）ΔH＝－5518kJ·mol－1D。2C8H18（g)＋25O2(g)=16CO2（g)＋18H2O（l)ΔH＝－5518kJ·mol－1答案B解析A项,因为有BaSO4生成，所以放出热量应大于114.6kJ;C项，H2O应为液态；D项，5518kJ热量应该是1molC8H18(l）完全燃烧生成液态H2O时放出的热量，且辛烷在常温常压下不是气体。3。强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为H＋(aq）＋OH－（aq)=H2O(l)ΔH＝－57。3kJ·mol－1，已知：①HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)=NH4Cl（aq)＋H2O(l）ΔH＝－akJ·mol－1②HCl（aq)＋NaOH（s）=NaCl（aq)＋H2O(l）ΔH＝－bkJ·mol－1③HNO3（aq)＋KOH(aq）=KNO3（aq)＋H2O(l）ΔH＝－ckJ·mol－1则a、b、c三者的大小关系为（)A。a>b〉c B。b>c〉aC。a＝b＝c D。无法比较答案B解析NH3·H2O为弱碱,电离要吸热,a〈57.3，NaOH（s)溶于水放热，b>57.3,c＝57。3，所以b〉c>a。题组2中和反应反应热的测定4。关于中和热测定的说法错误的是（）A.实验需用的主要玻璃仪器包括大、小烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒及泡沫塑料板、碎泡沫塑料(或硬纸板、碎纸条)等B.盐酸与某强碱中和放出的热量随反应物的用量改变而改变，但中和热不变C.NaOH稍过量的目的是保证盐酸完全被NaOH中和D。测定结果准确与否的关键是尽量减小热量损失及准确读取混合溶液的最高温度等答案A5。为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是()①酸溶液的浓度和体积②碱溶液的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量(单位:g)⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间A.①②③⑥ B.①③④⑤C.③④⑤⑥ D.全部答案C解析根据ΔH＝－eq\f(4.18×10－3m溶液·t2－t1，nH2O)kJ·mol－1可知，C正确.6。在测定中和热的实验中，下列说法正确的是()A。使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差B.为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C。用0。5mol·L－1NaOH溶液分别与0.5mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、滴定管、温度计等答案A解析实验中温度计水银球不能接触烧杯底部，B不正确；醋酸是弱酸，电离时吸收热量,C不正确；D项不需要滴定管，错误。7.中和热测定实验中，下列操作一定会降低实验准确性的是（)A。用滴定管取所用药品B.NaOH溶液在倒入小烧杯时，有少量溅出C.大、小烧杯体积相差较大，夹层间放的碎泡沫塑料较多D。测量HCl溶液的温度计用水洗净后再用来测NaOH溶液的温度答案B解析NaOH溶液在倒入小烧杯时，有少量溅出，实验中生成水的量减少，放出的热量减小,测得中和热的数值不准。8.测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有：①大、小烧杯；②容量瓶；③量筒；④环形玻璃搅拌棒；⑤试管；⑥温度计；⑦蒸发皿；⑧托盘天平中的（）A。①②⑥⑦ B。②⑤⑦⑧C。②③⑦⑧ D.③④⑤⑦答案B解析本题主要考查中和热测定实验中仪器的使用问题，该实验中用到大、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒,没有用到容量瓶、试管、蒸发皿和托盘天平,故选B项。9.将V1mL1。00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。下列叙述正确的是（）A.做该实验时环境温度为22℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约为1.00mol·L－1D。该实验表明有水生成的反应都是放热反应答案B解析从图中曲线可以看出，温度为22℃时,V1为5mL，则V2为45mL，此时已经开始发生中和反应，所以22℃一定不是做该实验时的环境温度，A错;由曲线可知，随V1的增多，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1＝30mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)＝eq\f(30mL×1。00mol·L－1,20mL)＝1.50mol·L－1，C错;该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的，D错。10.用50mL0。50mol·L－1盐酸和50mL0。55mol·L－1NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1℃，终止温度为23。4℃,反应后溶液的比热容为4。18J·g－1·℃－1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1g·cm－3,则中和反应生成1mol水时放热()A.55。2kJB。391kJC.336kJD。1。38kJ答案A解析代入公式ΔH＝－eq\f(0.418t2－t1，0.025）kJ·mol－1≈－55.2kJ·mol－1。[能力提升题］11.含11。2gKOH的稀溶液与1L0.1mol·L－1的H2SO4溶液反应放出11。46kJ的热量，该反应的热化学方程式为，则KOH与H2SO4反应的中和热为。答案KOH（aq）＋eq\f（1，2)H2SO4（aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－157.3kJ·mol－1解析n（KOH)＝0。2mol，n(H2SO4）＝0。1mol，两者恰好完全反应生成0。2mol水，放出11.46kJ的热量，由中和热的定义可知，生成1mol水，放出的热量为11.46kJ×5＝57.3kJ。12.如图所示，在800mL的大烧杯中放入碎纸屑把盛有50mL0。50mol·L－1盐酸的100mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根环形玻璃搅拌棒和一支温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸中加入50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，盖好盖子，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数,取出装有反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热.（1)烧杯间填满碎纸屑的作用是。(2）要重复进行三次实验的目的是。（3）烧杯若不盖泡沫塑料板，求得的中和热数值将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).(4)实验中若改用60mL0。50mol·L－1盐酸和50mL0。55mol·L－1NaOH溶液进行上述反应，与上述实验相比,所放出的热量(填“相等"或“不相等”）,所求中和热（填“相等”或“不相等”)，理由是。（5)三次实验测得的数据中,起始时盐酸与NaOH溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2－t1）分别为①2。3℃，②2.4℃，③2.5℃。则最终代入计算式的温度差的平均值为℃。答案(1）保温隔热减少实验过程中热量的损失（2）多次计算求平均值以减少实验过程中的误差（3)偏小（4）不相等相等中和热是指酸与碱发生中和反应生