内容正文:
第03讲 反应热的测量
知识导航
课前引入
写出稀盐酸和烧碱反应的离子方程式。
该反应是吸热反应还是放热反应?
如果要测量该反应的焓变,应该如何操作呢?
知识精讲
一、反应热的测定实验
实验探究——用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液的反应热
【实验装置】
【实验用品】
(1)仪器:量筒(50 mL两个)、量热计、环形玻璃搅拌棒。
(2)药品:0.50 mol/L盐酸、0.50 mol/L NaOH溶液。
注意
为了保证0.50mol· L-1的盐酸完全被NaOH中和,有时会采用0.55mol·L-1NaOH溶液,使碱稍稍过量,因为过量的碱并不参加中和反应。(换成盐酸过量亦可。)
【实验步骤】
(1)用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,倒入简易量热计中,测量并记录盐酸的温度(T1)。
(2)另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,测量并记录氢氧化钠溶液的温度(T 2)。
(3)将量筒中的氢氧化钠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拌,并准确读出反应体系的最高温度(T 3)。
(4)重复步骤(1)~(3)三次, 以三次测量所得数据的__________为计算依据。
【实验原理】
(1)实验时,先测出盐酸的起始温度T1,氢氧化钠溶液的起始温度T2,求其平均温度,两溶液混合充分反应后,读取混合液的最高温度T3。反应体系的温度变化:ΔT = T3 - /℃
(2)反应体系的热容:C=(VHCl •ρHCl + VNaOH •ρNaOH)× 4.18 J·℃-1
0.5 mol/L盐酸和0.55 mol/L氢氧化钠的密度都是1 g / cm3,则:50mL盐酸质量m1=50 g,50mL氢氧化钠质量m2=50 g。近似认为混合溶液的比热容C=4.18 J/(g· °C)。
(3)生成1 mol 水时的反应热为:
ΔH=_________________________________。
思考与交流:若分别使用0.25mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,测得的反应热的数值是否相同?
反应热的测定实验注意事项
(1)先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。
(2)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(3)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
(4)实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定,但在计算时,应取二者中量少的一种,因为过量的酸/碱并不参加中和反应。
(5)多次试验求平均值时,若有某一组的实验数据有明显偏差,应直接舍去。
(6)隔热层的作用是保温隔热,减少热量损失。
二、中和热的概念与注意事项
1.概念:酸与碱发生中和反应生成________H2O时所放出的热量称为中和热。
2.单位:______________。
3.大量实验测得,在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出_________的热量。
及时小练
强酸和强碱的稀溶液中和热可表示为:H+(aq) + OH﹣(aq) === H2O(l) ΔH =﹣57.3 kJ/mol。以下4个化学方程式中,反应热为 -57.3 kJ/mol的是( )
① H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) === Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
② H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) === BaSO4(s) + 2H2O(l)
③ NH3·H2O(aq) + HCl(aq) === NH4Cl(aq) + H2O(l)
④ NH3·H2O(aq) + CH3COOH(aq) === CH3COONH4(aq) + H2O(l)
A.① B.③ C.①② D.均不符合
对点训练
题型一:中和热的测定实验
【例1】(2021·陕西咸阳市·高二期末)关于中和热的测定实验,下列说法正确的是
A.在实验中,温度计只使用2次
B.为了使反应进行的更完全,可以使酸或碱适当过量
C.向盛装酸的烧杯中加碱时要小心缓慢以免洒出
D.用铁丝代替玻璃棒搅拌,会使测得的中和热数值偏大
【变1-1】(2020·福建省福州第十一中学高二期中)在测定中和热的实验中,下列说法正确的是
A.使用环形玻璃搅拌器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