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《中和热的测定》(课件)[1]


实验 中和热的测定

●实验目的

●学习重点 中和热的测定原理和方法。 ●实验用品
大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL) 温度计、量筒(50 mL)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。 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液

定强酸、强碱反应的中和热

[问题]:

1.中和热与反应热是否相同?它们之间有什么区别和 联系? 2. 我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热 呢?

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1 mol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。

Q =m c Δt?

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。
m的质量为所用酸、碱的质量和,测出参加反应 的酸、碱质量相加即可;c 需要查阅,Δt可用温 度计测出反应前后的温度相减得到。
[问]酸、碱反应时,我们用的是它的稀溶液,它们的 质量应怎样得到?

量出它们的体积,再乘以它们的密度即可。

Q =(V酸ρ酸+V碱ρ碱)· (t2-t1) ② c·
本实验中,我们所用盐酸、以及氢氧化钠的体积均 为50 mL,它们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由 于是稀溶液,且为了计算简便,我们近似地认为,所用酸、 碱溶液的密度均为1 g/cm3,且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/(g· ℃)
已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 c=4.18 J/(g· ℃) 请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单 位用kJ。 得出结果。

思考:③式表示的是不是该反应的反应热? 是中和热吗?为什么?

Q = 0.418(t2-t1)kJ



③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ΔH为“-”。中和热是稀的酸、 碱中和生成 1 mol水的反应热,而50 mL 0.50 mol/L 的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水 只有0.025 mol,故③式表示的也不是中和热。

[问题]该反应的中和热应怎样表示呢? ΔH= -
0.418 (t2-t1) 0.025

kJ/mol

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。

【问题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?

中和热的测定

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。 2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/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。
【问题2】: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50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液, 并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。 【问题3】: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)。用环形玻璃搅拌棒上下轻轻搅动溶液, 并准确读取混合溶液的最高温度,记为终止温度, 记入下表。 【问题4】: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?

为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和, 采用0.55 mol/L NaOH溶液,使碱稍稍过量。若使 盐酸过量,亦可。 5.重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为 计算依据。

[议一议]你所测得的数据是否为57.3 kJ/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50 mL的酸、 碱进行计算,若实际量取时,多于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而便立即去测碱的 温度,致使热量损失而引起误差。

【讨论下列问题 】 1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸,所测结果是否会有所变化? 为什么? 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/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1 mol H2O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】50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH 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 环形玻璃搅拌棒 。 减少实验过程中的 (2)烧杯间填满碎纸条的作用是 热量损失 。 (3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___ 偏小 (填“偏大”“偏小”“无影响”)。 (4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L 不等 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量____ 相等 (填“相等”“不相等”),所求中和热 (填“相 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出 等”“不相等”),简述理由: 。 的能量,与酸碱的用量无关
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验, )偏小 测得的中和热的数值会 ;用50 mL 0.50mol/L NaOH )偏小。(均 溶液进行上述实验,测得的中和热的数会 填“偏大”“偏小”“无影响”)


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