重点推荐人教版高中化学选修四第一章第一节第2课时中和反应反应热的测定.docx

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重点推荐人教版高中化学选修四第一章第一节第2课时中和反应反应热的测定

高中化学学习材料

（精心收集**整理制作）

第2课时　中和反应　反应热的测定

[经典基础题]

题组1　中和反应　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。

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，测出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＝－

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．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．391kJC．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________℃。

（6）实验中，盐酸与NaOH溶液是快速混合好还是慢速混合好？

________；理由是____________________________________________________________。

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1molH2O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

（6）快速好　慢速混合会导致热量损失较多

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.

在量热计中（如右图所示）将100mL0.50mol·L－1的CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L－1NaOH溶液混合，温度从298.0K升高到300.7K。

已知量热计的热容常数（量热计各部件温度每升高1K所需要的热量）是150.5J·K－1，溶液密度均为1g·mL－1，充分混合后溶液的比热容c＝4.184J·g－1·K－1。

（1）试求CH3COOH的中和热ΔH。

（2）CH3COOH的中和热的文献值为ΔH＝－56.1kJ·mol－1，你认为

（1）中测得的实验值存在偏差可能的原因是_______________________________________

_________________________________________________________________。

（3）实验中NaOH过量的目的是_______________________________________。

（4）你认为CH3COOH的中和热与HCl的中和热数值相比，________较大，其原因是___________________________________________________________。

答案　

（1）ΔH＝－53.3kJ·mol－1

（2）①量热计的保温瓶绝热效果不好，②酸碱溶液混合不迅速，③温度计不够精确等

（3）保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验的准确度

（4）HCl的中和热数值　CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少

解析　

（1）根据给出的酸和碱的物质的量，酸为0.050mol，碱为0.055mol，碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050mol水时放出的热量，进而算出生成1mol水时放出的热量，即可得出实验测出的中和热为：

ΔH＝－

＝－5.33×104J·mol－1＝－53.3kJ·mol－1。

（2）本实验方法测得的CH3COOH的中和热的实验值与文献值不等，原因可能有以下三个方面：

①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。

（3）因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降，碱过量才能保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。

（4）CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。

13．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。

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

（2）从上图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：

________。

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c＝4.18J·（g·℃）－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）a、b、e

Ⅱ.

（1）H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1

（2）①4.0　②－53.5kJ·mol－1　③a、c、d

14．溶解热为一定量的物质溶于一定量的溶剂中所产生的热效应。

通常在等温等压条件下，1mol溶质溶解在一定量溶剂中形成的某指定浓度的溶液时的焓变叫做该物质的溶解热。

溶解热的测定是通过绝热测温式量热计进行的，它在绝热恒压的条件下，通过测量系统的温度变化，从而推算出该系统在该等温等压下的热效应。

例如：

1molKNO3溶于200mLH2O的溶解过程的溶解热的测定方法如下：

①组装简单绝热式量热计，装置如下图所示。

②准确称量5.62gKNO3（备用）。

③用量筒量取200mL室温下的蒸馏水（密度ρ＝1g·cm－3），倒入广口保温瓶中。

④开动电磁搅拌器，保持一定的搅拌速率，观察温度计的变化，待温度变化基本稳定（即单位时间内温度的变化值基本相同）后，每隔1min记录一次温度，连续记录三次，作为溶解的前期温度。

⑤打开量热计盖子，将称好的5.62gKNO3迅速倒入量热计并盖好盖子，保持与溶解前相同的搅拌速率，继续每1min记录一次温度，直到温度不再变化时，记录三个温度变化率稳定的点，此三点作为溶解的后期温度。

⑥数据处理。

思考并回答下列问题：

（1）你认为该测量实验成败的关键是什么？

（2）用电磁搅拌器比用环形玻璃搅拌棒有何优点？

________________。

但为何要保持一定的速率，过快对所得结果有何影响？

________（填“偏大”“偏小”或“无影响”），原因是_________________________________________，

要缩短溶解时间，还可采取哪些措施？

________________________________。

（3）若已知KNO3溶液的比热容为ckJ·（kg·℃）－1，起始溶解温度为18℃，最终平衡温度为t℃，非溶液部分吸收的热量为QkJ，那么KNO3的溶解热的数学表达式为ΔH＝________。

（4）即使整个操作都规范，你认为测得溶解热比实际溶解热________（填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是___________________________________

_________________________________________________________________。

答案　

（1）在整个测量过程尽可能保持绝热，以减少热量的散失。

（2）能减少热量损失，使测得结果更准确　偏大　由于机械摩擦带来的热量，使体系温度升高　将KNO3晶体研碎

（3）

（4）偏小　量热计不可能完全绝热，在溶解过程中量热系统温度的变化，除了来自溶解过程的热效应外，还有由于量热系统和环境之间的热交换带来的影响

解析　此题是溶解热的测定，与所学的中和热测定方法是相似的，因此分析

时应根据中和热的测定方法及注意事项进行迁移。