专题13 中和反应反应热的测定——备战2021年高考化学之突破教材实验热点

专题13 中和反应反应热的测定 1．反应原理 H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此得中和热。 2．实验装置 3．实验用品 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL)、环形玻璃搅拌棒、量筒（50 mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、盐酸（0.50 mol·L−1）、氢氧化钠溶液（0. 55 mol·L−1） 4．实验步骤 5．实验说明 （1）中和热的测定实验中，NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度是确保HCl反应完全。若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。 （2）中和热的计算公式 ΔH= kJ/mol （3）实验中若用弱酸（或弱碱）代替强酸（或强碱），因弱酸（或弱碱）电离出H+（或OH−）需要吸收热量，故测定的中和热的数值偏小；若用浓硫酸与强碱反应测定中和热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的中和热的数值偏大。 （4）要提高反应热测定的准确性，应注意“快”（实验操作要快，尽量减少热量散失）、“准”（准确测量液体温度和液体体积）、“稀”（浓度不宜过大，避免稀释放热，也要避免浓度过小）。 （5）要使用同一支温度计，温度计的水银球要完全浸入溶液中，读出变化过程中的最高温度。 （6）环形玻璃搅拌棒不能用铁丝代替，若用铁丝代替，会因铁丝与酸反应放出热量，且铁丝传热快而使测试结果不准确。 （7）对于定量实验，需重复实验步骤，取3次实验数据的平均值，但相差太大的数据应舍弃。 6．误差分析 （1）分析的依据 看实验中有哪些因素能造成(t终−t始)出现误差。若(t终−t始)偏大，则|ΔH|偏大；若(t终−t始)偏小，则|ΔH|偏小。 （2）误差分析实例 50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液反应的误差分析： 引起误差的实验操作 t终−t始 |ΔH| 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液 偏小 偏小 反应热答题规范指导 （1）用“焓变(ΔH)”表示反应热时，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热，因而，ΔH后所跟数值需要带“＋”、“－”符号。 （2）描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值需要带“＋”、“－” 符号。 （3）由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号。 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50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题： （1）为什么所用NaOH溶液要稍过量？__________________________。 （2）倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填序号)。 A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入 （3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填序号)。 A.用温度计小心搅拌 B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 （4）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1 L 1 mol·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________________。 （5）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 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)。 （6）________(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）确保盐酸被完全中和 （2）C （3）D （4）ΔH1＝ΔH2<ΔH3 （5）－51.8 kJ·mol－1 （6）不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定 【解析】（1）在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。 （2）为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入。