专题1第一单元第2课时反应热的测量.docx
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专题1第一单元第2课时反应热的测量
第2课时 反应热的测量
[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 中和反应的反应热（中和热）
1．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。
2．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。
3．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”），你判断的依据是参加两反应的H＋、OH－的数目都相同。
归纳总结
中和反应的反应热
（1）中和热的概念是酸和碱在稀溶液中发生中和反应生成1_mol_H2O（l）时的反应热。
（2）强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应时，1molH＋和1molOH－反应生成1mol液态H2O，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，强酸与强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。
中和热是指稀强酸、稀强碱发生中和反应生成1molH2O（l）时所放出的热量，故C说法正确；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。
二 中和反应反应热的测定
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、比热容等可求出反应放出的热量。
2．实验仪器装置
（1）将实验装置中各仪器（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50_mL量筒（2只）。
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，倒入简易量热计中并测量其温度；用另一量筒量取50mL0.50mol·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）
把量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板。
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，记录终止温度为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，忽略量热计的比热容。
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＝－
kJ·mol－1）。
5．思考
（1）酸、碱混合时，为何要把NaOH溶液一次性迅速倒入小烧杯？
实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？
答案 减少热量损失。
不能，铜丝易传热，造成热量损失大。
（2）在中和热的测定实验中，使用弱酸或弱碱，为什么使测得的中和热的数值偏低？
答案 弱酸、弱碱是弱电解质，电离过程中会吸收一部分热量，从而使测得的结果偏低。
归纳总结
中和反应热的测定实验步骤
2．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50mL0.50mol·L－1盐酸倒入简易量热计中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.50mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。
回答下列问题：
（1）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。
（2）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。
为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
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________________________________________________________________________。
答案
（1）ΔH1＝ΔH2<ΔH3
（2）－51.8kJ·mol－1
（3）不能 H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热
解析
（1）稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些（注意中和热与ΔH的关系）。
（2）取三次实验的平均值代入公式计算即可。
（3）因为硫酸与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
1．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＋＋SO
===BaSO4↓＋2H2O、CO
＋2H＋===H2O＋CO2↑、CH3COOH＋OH－===CH3COO－＋H2O。
2．含1molBa（OH）2的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出热量114.6kJ。
表示该反应中和热的热化学方程式是（ ）
A．Ba（OH）2（aq）＋2HCl（aq）===BaCl2（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝114.6kJ·mol－1
B．Ba（OH）2（aq）＋2HCl（aq）===BaCl2（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝－114.6kJ·mol－1
C.
Ba（OH）2（aq）＋HCl（aq）===
BaCl2（aq）＋H2O（l）
ΔH＝114.6kJ·mol－1
D.
Ba（OH）2（aq）＋HCl（aq）===
BaCl2（aq）＋H2O（l）
ΔH＝57.3kJ·mol－1
答案 C
3．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为______________。
（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”）
（1）中反应放出的热量。
答案
（1）28.65
（2）－57.3kJ·mol－1 （3）小于
解析
（1）
＝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为－57.3kJ·mol－1。
（3）因醋酸为弱酸，用NaOH中和时，需不断地电离出H＋，而电离过程中要吸收热量，故反应放出的热量会减小。
4．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
1
2
3
40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．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）＋
H2SO4（aq）===
K2SO4（aq）＋H2O（l）
ΔH＝－11.46kJ·mol－1
B．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝－11.46kJ·mol－1
C．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝－114.6kJ·mol－1
D．KOH（aq）＋
H2SO4（aq）===
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．已知：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
推测含1mol盐酸的稀溶液与含1molNH3的稀溶液反应放出的热量（ ）
A．大于57.3kJB．等于57.3kJ
C．小于57.3kJD．无法确定
答案 C
解析 NH3·H2O是弱碱，电离要吸热，反应的中和热要小于57.3kJ·mol－1。
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．实验需用到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 A
5．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：
kg） 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．①②③⑥B．①③④⑤
C．③④⑤⑥D．全部
答案 C
解析 根据ΔH＝－
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；实验中不需要滴定管，D不正确。
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．①②⑥⑦B．②⑤⑦⑧
C．②③⑦⑧D．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B项正确。
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－1
D．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）＝
＝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．391kJ
C．336kJD．1.38kJ
答案 A
解析 代入公式ΔH＝－
kJ·mol－1≈－55.2kJ·mol－1。
[能力提升题]
11．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成1mol液态H2O时所释放的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等 （5）2.4
解析 测定中和热的实验是一个定量实验，分析实验装置和操作时要注意两个方面：
一是“量”的问题；二是尽量减少实验误差。
12．某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol·L－1NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体________g。
（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是_____________
___________________________________________________________
（填字母）。
名称
托盘天平
（带砝码）
小烧杯
坩埚钳
玻璃棒
药匙
量筒
仪器
序号
a
b
c
d
e
f
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如下图所示。
（1）写出该反应的热化学方程式（中和热为57.3kJ·mol－1）：
________________
________________________________________________________。
（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
温度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差
平均值
（t2－t1）/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
31.2
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。
则中和热ΔH＝________（取小数点后一位）。
③上述实验数值结果与57.3kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因可能是________（填字母）。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
答案 Ⅰ.
（1）5.0
（2）abe
Ⅱ.
（1）H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－114.6kJ·mol－1
（2）①4.0 ②－53.5kJ·mol－1 ③acd
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