专题01 中和反应反应热的测定(重难点讲义)高二化学人教版选择性必修1
2026-07-21
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精品
摘要:
本讲义聚焦高中化学中和反应反应热的测定核心知识点,系统梳理实验原理(Q=cmΔt)、核心操作规范(量热计使用、温度计读数等),深入分析误差来源(保温性能、浓度选择等)及改进方案,构建从基础原理到综合应用的完整学习支架。
该资料以高考考情为导向,通过真实情境(如保温杯替代量热计)和精细化设问培养科学思维,结合温度-时间曲线外推法等难点突破提升科学探究能力。典例与对练题设计兼顾课中教学重点突出,课后助力学生查漏补缺,强化定量实验素养与严谨科学态度。
内容正文:
专题01 中和反应反应热的测定
重难目标
1.掌握中和热测定的实验原理(Q = cmΔt)及核心操作规范(量热计使用、温度计读数、环形玻璃搅拌棒操作),能正确完成热量计算并书写对应热化学方程式。
2.理解中和热定义的限定条件(稀溶液、强酸强碱、生成1 mol H2O),能分析实验误差的主要来源(保温性能、初始温度差、酸碱性浓度选择),并设计改进方案(如隔热层、多次实验取平均)。
3.运用定量思维处理实验数据,能根据温度-时间曲线图外推终止温度,并能结合弱酸弱碱或浓溶液稀释的热效应,判断其对中和热数值的影响,完成综合情境下的误差评析。
考情分析
在近几年高考化学实验题中,中和热测定相关考点约占实验基础模块的 10%~15%,常以选择题或综合实验题形式出现,属于基本定量实验的必查内容。具有以下命题特点:
情境真实化:常结合教材实验的改进装置(如保温杯替代量热计)、日常用品(如泡沫塑料、碎纸条)或生活实例(如自热包原理)设问,凸显实验的应用性。
设问精细化:聚焦操作细节(如温度计能否搅拌、何时读取最高温度、酸与碱浓度是否必须相等)、数据处理(如温度差校正、平均值的取舍)以及误差原因的正反推导。
陷阱隐蔽化:常以“稀硫酸与Ba(OH)2反应”“浓硫酸稀释”“弱酸替代强酸”等变式考查中和热的含义,易忽略生成沉淀或电离吸热带来的热效应变化,需结合盖斯定律和热化学方程式进行综合判断。
一、实验目的
通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和反应的反应热(简称中和热)。
二、实验装置(简易量热计)
三、实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
四、数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2-t1)。
(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
(3)根据温度差和比热容等计算反应热。
五、注意事项
1.盐酸和氢氧化钠溶液浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度,以确保盐酸完全被中和。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大(不大于1 mol/L),以防浓酸、浓碱溶液稀释时放热。
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,才能测量其温度。
3.要使用同一支温度计。分别先后测量酸、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(将温度计上的盐酸冲洗到小烧杯中)。
4.温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
5.将NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,不能撒到外面。
6.实验操作时动作要快,隔热和保温效果要好,以减少热量损失。
7.用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌(或上下搅拌)溶液使其充分反应。
8.测量温度一般要三次,取数据的平均值作为实验计算的依据。
9.反应物的量改变后,反应放出的热量也改变,但所求的中和热不变。
六、误差分析
中和热测定结果往往偏低,其原因可能为:
1.中和热测定器盖子封口不严实,盖板孔偏大,仪器的保温性能差,这是使测定结果偏低的主要原因。
2.倒入氢氧化钠溶液动作慢,搅拌不均匀,未能及时观察温度上升情况,造成热量损失。
3.计算中假定溶液比热容为4.18J/(g·℃),密度为1g/cm3,实际上是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,所以使结果偏低。此外,计算中忽略了仪器所吸收的热量,也使结果偏低。
4.实验中若以环形金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒会使测定值比理论值偏低,这是因为金属比玻璃易导热。
七、探究与讨论
1.在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差,且测量完一种溶液后 ,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入,且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
④重复实验3次,取3次实验数据的平均值。
2.为什么中和热测定中要用稍过量的碱?能不能用过量的酸?
八、难点突破
难点一:装置与操作的“热损失”悖论
理论公式:Q=cmΔT。前提是绝热体系,但现实量热计(如烧杯加泡沫塑料)无法完全隔热。
重难点操作:
搅拌:必须用环形玻璃搅拌棒(不能用金属,防止导热散热;更不能用来触碰温度计水银球)。
读数:要读混合后达到的最高温度。但问题来了——即使达到最高温,热量也已散失了一部分。
精讲突破:考试常考“温度-时间曲线图”外推法。即绘制混合后温度随时间下降的直线(或曲线),反向延长至混合瞬间(t=0),得到的截距才是真正无热量损失时的理论最高温差(ΔT)。这是数据处理中最隐蔽的难点。
难点二:比热容(c)与质量(m)的取值陷阱
易错点:公式中的 m 是溶液总质量,不是溶剂质量,也不是溶质质量。通常默认稀溶液密度近似为 1 g/cm3,故 m=V酸+V碱。
常考特例:若题目明确给出生成沉淀(如 Ba(OH)2与 H2SO4)或浓溶液稀释,此时溶液密度不再是 1 g/cm3,且 cc 也非 4.18 J/(g·℃),必须使用给定的比热容和密度计算,否则全盘皆错。
难点三:中和热定义的条件约束
中和热的定义是“强酸与强碱的稀溶液反应,生成 1 mol 液态水 时放出的热量”,数值为 −57.3 kJ/mol。只要改变了前提,数值必然变化:
变式情境
热量变化实质
测得中和热数值(绝对值)
弱酸(如CH3COOH)替代强酸
电离吸热,抵消了部分放热
偏小(<57.3<57.3)
弱碱(如NH3·H2O)替代强碱
电离吸热
偏小
浓硫酸(非稀溶液)
稀释过程放热
偏大(>57.3>57.3)
Ba(OH)2 + H2SO4
生成水的同时,生成了BaSO4沉淀
偏大(>57.3>57.3)
题型01 中和反应热测定实验仪器、试剂选择
【典例1】(25-26高二上·天津河西·期中)如图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A.CaO和足量的水 B.Al和足量的NaOH溶液
C.和足量的稀硫酸 D.KOH溶液和足量的稀盐酸
【对练1】(25-26高二上·福建厦门·期中)某实验小组学生用 的盐酸与 的溶液在如图所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计算反应热,下列说法不正确的是
A.图中实验装置缺少玻璃搅拌器
B.若分多次加入溶液,则测得的数值会偏低
C.实验中,读取混合溶液不再变化的温度为反应后体系的温度
D.若改用 盐酸跟 的溶液进行反应,理论上所求中和热相等
【对练2】(25-26高二上·广东广州·期中)中和反应反应热测定的实验装置如下图所示。下列说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.向内筒倒入盐酸和NaOH溶液时应缓慢注入
C.溶液混合后,至温度长时间不再改变,测量并记录反应后体系的温度
D.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
题型02 中和反应反应热测定实验操作
【典例2】(25-26高二上·北京海淀·期末)某实验小组利用教材中的简易量热计测定中和热,加入的试剂为盐酸和溶液,下列说法不正确的是
A.为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的溶液
B.测量盐酸的温度后要用水把温度计上的酸冲洗干净再去测溶液的温度
C.实验中可以分多次把溶液倒入简易量热计内筒的盐酸中
D.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
【对练1】(25-26高二上·广东广州·期中)在实验室用50 mL 0.25 mol/L稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和热测定,实验测得中和热为,下列关于该实验的说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.若改用50 mL 0.25 mol/L Ba(OH)2进行实验,实验中放出的热量不变
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热
【对练2】(25-26高二上·云南文山·阶段检测)某同学用50mL 0.50 mol∙L-1的盐酸与50mL 0.55 mol∙L-1的NaOH溶液在如图所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计算反应热。下列说法不正确的是
A.采用0.55 mol∙L-1的NaOH溶液是保证盐酸完全被中和
B.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.图中实验装置缺少玻璃搅拌器,玻璃搅拌器搅拌时左右移动搅拌
D.测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
题型03 中和反应反应热测定误差分析
【典例3】某小组测定中和反应的反应热装置如图所示。已知中和反应和HA电离的热化学方程式如下:
下列叙述错误的是
A.隔热层的作用是减少热量损失
B.采用铜质搅拌器测得的中和反应反应热偏低
C.以测量的最高温度为依据计算反应热
D.
【对练1】(25-26高二上·安徽·阶段检测)已知: , 。某小组利用如图装置测定和中和反应反应热。下列叙述错误的是
A.稍过量保证酸完全反应
B.用替代测得
C.若用铜质搅拌器,测得会偏高
D.若酸、碱溶液体积换成,则理论上不变
【对练2】(25-26高二上·山西吕梁·阶段检测)某学习小组利用如图所示装置进行盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验,下列说法正确的是
A.为保证盐酸完全被中和,应采用稍过量的NaOH溶液并分多次加入
B.测完酸溶液的温度后,未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度,会使测得的中和反应反应热偏小
C.若用金属搅拌器代替玻璃搅拌器,会使测得的反应热偏小
D.若用相同物质的量浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,会使测得的反应热偏大
题型04 中和反应反应热的测定综合题
【典例4】58.(25-26高二上·宁夏吴忠·阶段检测)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似的认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是______。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成时所测得中和反应的反应热()将______(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是______。
(3)实验中改用盐酸和溶液进行反应,与上述实验相比,二者实验释放的热值数据______(填“相等”或“不相等”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得中和反应的中和热的数值与相比较会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)实验中选用溶液浓度略大于盐酸的原因:______。
【对练1】(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)盐酸与溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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,尚缺少一种玻璃仪器,这玻璃仪器名称是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是___________________________________。中和热测定时采用稀过量的氢氧化钠的原因:___________________________________。
(3)测定稀盐酸和稀氢氧化钠中和热为。某兴趣小组的实验数值结果小于。原因可能是________(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取一定量的稀盐酸时仰视读数
C.读取混合液的最高温度记为终点温度
D.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
(4)实验中若改用盐酸跟溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(忽略测量误差,下同)________(填“相等”或“不相等”),所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的溶液代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(6)仍按盐酸与溶液测定中和热。若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差分别为①2.2℃②3.5℃③3.3℃,则最终代入计算式的温差均值应该为________。
【对练2】(25-26高二下·黑龙江双鸭山·期中)某同学欲测定中和反应的反应热,实验装置及测得的混合溶液温度随时间的变化关系分别如图1、图2所示。
已知:弱酸、弱碱在电离过程中吸热。
回答下列问题:
(1)NaOH溶液稍过量的原因是___________;实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图3所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是___________。
(2)若用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和反应反应热的数值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验数据记录如下表:
温度实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.4
2
27.1
27.3
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.1
4
26.4
26.2
26.3
29.7
①根据图2所示,应取图2中___________(填“a”“b”或“c”)点。通过以上实验数据可得温度差平均值___________。
②近似认为溶液和盐酸的密度都是,中和后生成溶液的比热容,则中和反应反应热___________(保留一位小数)。
③上述实验的结果与有偏差,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.测定溶液起始温度后,温度计未清洗直接测定盐酸溶液的温度
C.将溶液错取成了的氨水
D.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
1.在进行酸碱中和热测定实验时,确保计算无误的情况下,最后得出的中和热,下列说法不能作为解释此结果依据的是
A.量取盐酸仰视读数
B.用稀硫酸与稀氢氧化钡溶液做该实验
C.用氢氧化钠固体替代氢氧化钠溶液做该实验
D.用浓度均为稀盐酸与稀氢氧化钠溶液
2.(25-26高二下·吉林长春·期中)同学们用如图所示的装置测定盐酸与 溶液反应放出的热量。下列说法错误的是
A.仪器X的名称为玻璃搅拌器
B.向盐酸中加入溶液时应一次性迅速加入
C.采用过量溶液的目的是保证盐酸完全被中和
D.实验时忘记盖硬纸板,会导致反应放出热量的测定值偏大
3.(25-26高二上·河北廊坊·期末)中和反应中和热测定过程中。能提高中和热测定准确度的是
A.用测量过盐酸温度的温度计直接测量氢氧化钠溶液的温度
B.用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
C.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合
D.打开杯盖,将NaOH溶液缓缓倒入量热计的内筒,盖上杯盖
4.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)关于中和反应反应热的测定实验,下列说法正确的是
A.反应在常温下不能自发进行,说明该反应的
B.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)中分几次加入碱(酸)
C.中和反应反应热的测定结果与所用酸(碱)的种类无关
D.测完酸溶液的温度后,未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度,会使测得的中和反应反应热偏大
5.(25-26高二上·北京丰台·阶段检测)某实验小组用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。下列说法不正确的是
A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量散失
B.大烧杯上如不盖硬纸板,测得(中和热)偏大
C.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和热也不相等
D.用硫酸代替盐酸进行上述实验,测得的中和热的数值不变
6.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)用稀盐酸与稍过量的稀氢氧化钠溶液反应测定中和反应反应热,下列有关说法正确的是。
A.其热化学方程式为
B.测量中和反应反应热的一次实验过程中,至少需测定温度3次
C.玻璃搅拌棒若用铜质材料代替,则测量出的中和反应反应热偏小
D.若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和反应反应热数据更准确
7.(25-26高二上·河南·阶段检测)中和反应的反应热测定实验中,用50 mL 0.50 mol·L-1 盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行实验,简易装置如图所示。下列说法正确的是
A.实验中若采用50 mL 0.50 mol·L-1 的NaOH:溶液会使实验结果更加准确
B.若该装置的保温效果不好,则所测偏小
C.改用25 mL 0.50 mol·L-1 的盐酸与25 mL 0.55 mol·L-1 的NaOH溶液进行反应,求出生成1 mol 的和原来的相同
D.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
8.(25-26高二上·四川广安·阶段检测)下列说法正确的是
A.中和反应反应热测定实验中,若用银质搅拌器,则所测反应热的绝对值偏大
B.的燃烧热为,则
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石) 则处于相同条件下的石墨更稳定
D.已知:,增加氮气和氢气的用量,则变大
9.(25-26高二上·江西·阶段检测)利用如图装置测定的。每次用盐酸和 溶液进行反应,重复实验多次,测得反应前后温度差的平均值为。已知反应后溶液的比热容,盐酸与NaOH溶液的密度近似为,且忽略由反应引起的体积变化。下列说法正确的是
A.仪器a为金属搅拌器
B.实验过程中,若盐酸和NaOH溶液少量多次混合,则测得的会偏小
C.该实验测得的
D.将NaOH溶液与盐酸混合后,立即测混合液的温度,该温度为反应前的初始温度
10.(25-26高二上·河南郑州·阶段检测)盐酸与溶液在如下图所示的装置中进行中和反应.下列说法正确的是
A.改用硫酸与溶液进行反应,生成时,所测得的中和反应的反应热不受影响
B.酸碱混合时,氢氧化钠溶液应缓缓倒入小烧杯内,并不断搅拌
C.仪器A如果采用铜丝,生成时,所测得的中和反应的反应热将偏大
D.用等浓度的溶液代替HCl溶液进行实验,生成时,所测得的中和反应的反应热的绝对值将偏大
11.(25-26高二上·河南漯河·阶段检测)某小组利用如图装置测定稀盐酸和稀NaOH溶液中和反应反应热。下列叙述错误的是
A.如果用铜质搅拌器,测得中和反应反应热会偏高
B.上下移动玻璃搅拌器能加快中和反应
C.如果用稀Ba(OH)2溶液和硫酸实验,不会影响结果
D.杯盖的作用是防止热量散失,提高实验精确度
12.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)下列有关中和反应反应热测定的说法错误的是
A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,减小实验误差
B.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
D.用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行实验,测得的反应热偏大
13.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)有关中和热的测定实验中,下列说法中正确的是
A.中和热的测定实验中需要用到的主要仪器有:简易量热器、温度计、环形金属搅拌棒等
B.可以用保温杯来代替烧杯做有关测定中和热的实验
C.在测定中和热的实验中,至少需要测定并记录的温度是2次
D.测定中和热实验中,若使用溶液和稀醋酸,则会导致所测得的中和热偏小
14.(25-26高二上·四川绵阳·阶段检测)关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验,下列说法正确的是
A.为保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液,分多次加入,并充分搅拌
B.强酸强碱中和反应活化能很高,所以化学反应速率很大
C.用金属搅拌器代替玻璃搅拌器,会使偏大
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏小
15.(25-26高二上·辽宁大连·期中)手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为,比热容近似为。下列相关说法正确的是
A.分批加入溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,将偏大
D.若将溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
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专题01 中和反应反应热的测定
重难目标
1.掌握中和热测定的实验原理(Q = cmΔt)及核心操作规范(量热计使用、温度计读数、环形玻璃搅拌棒操作),能正确完成热量计算并书写对应热化学方程式。
2.理解中和热定义的限定条件(稀溶液、强酸强碱、生成1 mol H2O),能分析实验误差的主要来源(保温性能、初始温度差、酸碱性浓度选择),并设计改进方案(如隔热层、多次实验取平均)。
3.运用定量思维处理实验数据,能根据温度-时间曲线图外推终止温度,并能结合弱酸弱碱或浓溶液稀释的热效应,判断其对中和热数值的影响,完成综合情境下的误差评析。
考情分析
在近几年高考化学实验题中,中和热测定相关考点约占实验基础模块的 10%~15%,常以选择题或综合实验题形式出现,属于基本定量实验的必查内容。具有以下命题特点:
情境真实化:常结合教材实验的改进装置(如保温杯替代量热计)、日常用品(如泡沫塑料、碎纸条)或生活实例(如自热包原理)设问,凸显实验的应用性。
设问精细化:聚焦操作细节(如温度计能否搅拌、何时读取最高温度、酸与碱浓度是否必须相等)、数据处理(如温度差校正、平均值的取舍)以及误差原因的正反推导。
陷阱隐蔽化:常以“稀硫酸与Ba(OH)2反应”“浓硫酸稀释”“弱酸替代强酸”等变式考查中和热的含义,易忽略生成沉淀或电离吸热带来的热效应变化,需结合盖斯定律和热化学方程式进行综合判断。
一、实验目的
通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得中和反应的反应热(简称中和热)。
二、实验装置(简易量热计)
三、实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,打开杯盖,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,插入温度计,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
四、数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。计算温度差(t2-t1)。
(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
(3)根据温度差和比热容等计算反应热。
五、注意事项
1.盐酸和氢氧化钠溶液浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度,以确保盐酸完全被中和。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大(不大于1 mol/L),以防浓酸、浓碱溶液稀释时放热。
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,才能测量其温度。
3.要使用同一支温度计。分别先后测量酸、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(将温度计上的盐酸冲洗到小烧杯中)。
4.温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
5.将NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,不能撒到外面。
6.实验操作时动作要快,隔热和保温效果要好,以减少热量损失。
7.用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌(或上下搅拌)溶液使其充分反应。
8.测量温度一般要三次,取数据的平均值作为实验计算的依据。
9.反应物的量改变后,反应放出的热量也改变,但所求的中和热不变。
六、误差分析
中和热测定结果往往偏低,其原因可能为:
1.中和热测定器盖子封口不严实,盖板孔偏大,仪器的保温性能差,这是使测定结果偏低的主要原因。
2.倒入氢氧化钠溶液动作慢,搅拌不均匀,未能及时观察温度上升情况,造成热量损失。
3.计算中假定溶液比热容为4.18J/(g·℃),密度为1g/cm3,实际上是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,所以使结果偏低。此外,计算中忽略了仪器所吸收的热量,也使结果偏低。
4.实验中若以环形金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒会使测定值比理论值偏低,这是因为金属比玻璃易导热。
七、探究与讨论
1.在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差,且测量完一种溶液后 ,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入,且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
④重复实验3次,取3次实验数据的平均值。
2.为什么中和热测定中要用稍过量的碱?能不能用过量的酸?
【答案】这是为了保证碱(或酸)能够完全被中和。H+与OH-相互接触碰撞才能发生反应,如果用等量的酸、碱,随着反应的进行,H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少,越来越困难,可能有一部分H+与OH-就不能反应,而在一种微粒过量的情况下,则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量的酸,因为碱中含有杂质碳酸钠,酸过量就会有酸与碳酸盐反应导致中和热测定不准。
八、难点突破
难点一:装置与操作的“热损失”悖论
理论公式:Q=cmΔT。前提是绝热体系,但现实量热计(如烧杯加泡沫塑料)无法完全隔热。
重难点操作:
搅拌:必须用环形玻璃搅拌棒(不能用金属,防止导热散热;更不能用来触碰温度计水银球)。
读数:要读混合后达到的最高温度。但问题来了——即使达到最高温,热量也已散失了一部分。
精讲突破:考试常考“温度-时间曲线图”外推法。即绘制混合后温度随时间下降的直线(或曲线),反向延长至混合瞬间(t=0),得到的截距才是真正无热量损失时的理论最高温差(ΔT)。这是数据处理中最隐蔽的难点。
难点二:比热容(c)与质量(m)的取值陷阱
易错点:公式中的 m 是溶液总质量,不是溶剂质量,也不是溶质质量。通常默认稀溶液密度近似为 1 g/cm3,故 m=V酸+V碱。
常考特例:若题目明确给出生成沉淀(如 Ba(OH)2与 H2SO4)或浓溶液稀释,此时溶液密度不再是 1 g/cm3,且 cc 也非 4.18 J/(g·℃),必须使用给定的比热容和密度计算,否则全盘皆错。
难点三:中和热定义的条件约束
中和热的定义是“强酸与强碱的稀溶液反应,生成 1 mol 液态水 时放出的热量”,数值为 −57.3 kJ/mol。只要改变了前提,数值必然变化:
变式情境
热量变化实质
测得中和热数值(绝对值)
弱酸(如CH3COOH)替代强酸
电离吸热,抵消了部分放热
偏小(<57.3<57.3)
弱碱(如NH3·H2O)替代强碱
电离吸热
偏小
浓硫酸(非稀溶液)
稀释过程放热
偏大(>57.3>57.3)
Ba(OH)2 + H2SO4
生成水的同时,生成了BaSO4沉淀
偏大(>57.3>57.3)
题型01 中和反应热测定实验仪器、试剂选择
【典例1】(25-26高二上·天津河西·期中)如图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是
A.CaO和足量的水 B.Al和足量的NaOH溶液
C.和足量的稀硫酸 D.KOH溶液和足量的稀盐酸
【答案】B
【解析】CaO与水反应生成Ca(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A不符合题意;Al与NaOH溶液反应生成H2气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,B符合题意;与稀硫酸反应生硫酸铵和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C不符合题意;KOH与稀盐酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,D不符合题意;故选B。
【对练1】(25-26高二上·福建厦门·期中)某实验小组学生用 的盐酸与 的溶液在如图所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计算反应热,下列说法不正确的是
A.图中实验装置缺少玻璃搅拌器
B.若分多次加入溶液,则测得的数值会偏低
C.实验中,读取混合溶液不再变化的温度为反应后体系的温度
D.若改用 盐酸跟 的溶液进行反应,理论上所求中和热相等
【答案】C
【解析】为加速酸碱中和反应,减少热量损失,用环形玻璃搅拌棒搅拌,故图中实验装置缺少环形玻璃搅拌器,A正确;若分多次加入溶液,会导致热量在操作过程中散失增多,从而使测得的温度变化值( Δ 𝑇 )偏小,计算出的反应放出的热量( 𝑄 )数值偏低,B正确;实验中,应读取混合溶液的最高温度作为反应的终止温度,C错误;虽然改用60mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液进行反应,放出的热量增多,但中和热是指生成1mol液态水所放出的热量,故中和热不变,与理论上所求中和热相等,D正确;故选C。
【对练2】(25-26高二上·广东广州·期中)中和反应反应热测定的实验装置如下图所示。下列说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.向内筒倒入盐酸和NaOH溶液时应缓慢注入
C.溶液混合后,至温度长时间不再改变,测量并记录反应后体系的温度
D.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
【答案】D
【解析】烧杯间的碎泡沫塑料的作用是保温,防止热量散失,而非固定烧杯位置,A错误;向内筒倒入盐酸和NaOH溶液时应一次性快速注入,以减少热量散失,缓慢注入会导致热量损失增大,B错误;溶液混合后,应记录反应过程中的最高温度,而非温度长时间不再改变时的温度,因反应放热使温度先升至最高后逐渐下降,最高温度才是反应放出热量对应的体系温度,C错误;实验中为保证一种反应物完全反应,可使酸或碱适当过量,以减少因反应物未完全反应导致的误差,D正确;故选D。
题型02 中和反应反应热测定实验操作
【典例2】(25-26高二上·北京海淀·期末)某实验小组利用教材中的简易量热计测定中和热,加入的试剂为盐酸和溶液,下列说法不正确的是
A.为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的溶液
B.测量盐酸的温度后要用水把温度计上的酸冲洗干净再去测溶液的温度
C.实验中可以分多次把溶液倒入简易量热计内筒的盐酸中
D.实验中将最高温度记为反应后体系的温度
【答案】C
【解析】为了保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液是合理的,因为NaOH的浓度(0.55 mol/L)略高于盐酸(0.50 mol/L),且体积相同,确保反应完全,A正确;测量盐酸温度后冲洗温度计可避免酸残留污染NaOH溶液或影响温度测量准确性,B正确;分多次倒入NaOH溶液会导致反应缓慢,热量散失到环境中,影响中和热测量精度,应一次性快速倒入并搅拌,C错误;中和反应放热,体系温度升至最高点后可能下降,但实验中通常将最高温度记为反应后体系的温度以计算温度变化,D正确;故选C。
【对练1】(25-26高二上·广东广州·期中)在实验室用50 mL 0.25 mol/L稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和热测定,实验测得中和热为,下列关于该实验的说法正确的是
A.烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置
B.如果没有玻璃搅拌器,酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌
C.若改用50 mL 0.25 mol/L Ba(OH)2进行实验,实验中放出的热量不变
D.用CH3COOH溶液和NaOH溶液反应测定中和热
【答案】D
【解析】中和热测定实验成败的关键是保温工作,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温作用,减少实验过程中的热量损失,A错误;温度计为计量仪器,不能用于搅拌,B错误;Ba(OH)2和稀硫酸反应生成水的同时生成硫酸钡,沉淀的生成过程会释放额外的热量,导致总放热量增加,C错误;醋酸溶于水发生电离反应为吸热反应,所以用醋酸和氢氧化钠反应来测定的热量数值偏小,但中和热为负值,则计算得出的中和热,D正确;故选D。
【对练2】(25-26高二上·云南文山·阶段检测)某同学用50mL 0.50 mol∙L-1的盐酸与50mL 0.55 mol∙L-1的NaOH溶液在如图所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计算反应热。下列说法不正确的是
A.采用0.55 mol∙L-1的NaOH溶液是保证盐酸完全被中和
B.一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.图中实验装置缺少玻璃搅拌器,玻璃搅拌器搅拌时左右移动搅拌
D.测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
【答案】C
【解析】NaOH的浓度0.55 mol∙L-1大于盐酸的浓度0.50 mol∙L-1,二者的体积相同,则NaOH溶液过量,可保证盐酸完全被中和,A正确;为减少混合溶液时的热量变化,NaOH溶液应一次迅速倒入盛有盐酸的烧杯中,B正确;图中实验装置缺少环形玻璃搅拌器,环形玻璃搅拌器搅拌时只能上下移动搅拌,不能左右移动搅拌,否则会损坏温度计,C错误;测量反应混合液的温度时,需要记录反应后溶液的最高温度(恰好完全反应),所以要随时读取温度,D正确;故选C。
题型03 中和反应反应热测定误差分析
【典例3】某小组测定中和反应的反应热装置如图所示。已知中和反应和HA电离的热化学方程式如下:
下列叙述错误的是
A.隔热层的作用是减少热量损失
B.采用铜质搅拌器测得的中和反应反应热偏低
C.以测量的最高温度为依据计算反应热
D.
【答案】B
【解析】隔热层作用是减少热量损失,提高实验准确度,A正确;铜比玻璃的导热率高,用铜质搅拌器,测得的热量减少,反应热偏高,B错误;最高温度表明酸和碱恰好完全反应放出的热量最多,以此温度为计算依据计算反应热,C正确;根据盖斯定律,已知、,二者相加得到反应的热化学方程式为:,D正确;故选B。
【对练1】(25-26高二上·安徽·阶段检测)已知: , 。某小组利用如图装置测定和中和反应反应热。下列叙述错误的是
A.稍过量保证酸完全反应
B.用替代测得
C.若用铜质搅拌器,测得会偏高
D.若酸、碱溶液体积换成,则理论上不变
【答案】B
【解析】中和热测定实验中,让NaOH稍过量,目的是保证HCl完全被中和,减小实验误差,A正确;已知 ,说明HF电离过程放热。HF与NaOH反应的总焓变:,由于,因此总,B错误;铜是热的良导体,若用铜质搅拌器,会导致反应热量散失,测得的温度差偏小,计算得到的放热偏小;,因此测量得到的(带符号比较)比真实值更大,即测得偏高,C正确;中和反应的反应热指的是酸和碱中和生成液态水的焓变,与酸碱取用的体积无关,因此换成后不变,D正确;故选B。
【对练2】(25-26高二上·山西吕梁·阶段检测)某学习小组利用如图所示装置进行盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验,下列说法正确的是
A.为保证盐酸完全被中和,应采用稍过量的NaOH溶液并分多次加入
B.测完酸溶液的温度后,未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度,会使测得的中和反应反应热偏小
C.若用金属搅拌器代替玻璃搅拌器,会使测得的反应热偏小
D.若用相同物质的量浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,会使测得的反应热偏大
【答案】D
【解析】为减少热量损失,过量NaOH溶液应一次性快速加入,A错误;未冲洗温度计直接测碱溶液的温度时,残留酸与碱反应放热,导致碱的初始温度测量值偏高,计算值偏小,偏小,偏大,B错误;金属是热的良导体,用金属搅拌器会导致更多热量散失,使测得的温度升高值偏小,的绝对值偏小,因为负值,故偏大,C错误;醋酸为弱酸,电离过程吸热,用醋酸代替盐酸时,放出的热量减少,故偏大,D正确;故选D。
题型04 中和反应反应热的测定综合题
【典例4】58.(25-26高二上·宁夏吴忠·阶段检测)某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似的认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是______。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成时所测得中和反应的反应热()将______(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是______。
(3)实验中改用盐酸和溶液进行反应,与上述实验相比,二者实验释放的热值数据______(填“相等”或“不相等”)。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得中和反应的中和热的数值与相比较会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)实验中选用溶液浓度略大于盐酸的原因:______。
【答案】(1)环形玻璃搅拌器
(2)偏大 放热数值减小,偏大
(3)不相等
(4)偏小
(5)使完全消耗,减小热量损失
【解析】(1)根据量热计的构造可知,该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌器,其作用是搅拌,使强酸和强碱充分反应。
(2)简易量热计如果不盖杯盖,热量损耗大,测得数值将偏小,中和热为负值,即反应热()将偏大。
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的用量有关,改用的盐酸和溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量减少,所放出的热量减少,故答案为不相等。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,一水合氨是弱电解质电离会吸热,导致测得中和反应的中和热减小,数值与相比较会偏小。
(5)实验中选用溶液浓度略大于盐酸的原因使完全消耗,减小热量损失。
【对练1】(25-26高二上·河南驻马店·开学考试)盐酸与溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中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,尚缺少一种玻璃仪器,这玻璃仪器名称是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是___________________________________。中和热测定时采用稀过量的氢氧化钠的原因:___________________________________。
(3)测定稀盐酸和稀氢氧化钠中和热为。某兴趣小组的实验数值结果小于。原因可能是________(填字母)。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.用量筒量取一定量的稀盐酸时仰视读数
C.读取混合液的最高温度记为终点温度
D.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
(4)实验中若改用盐酸跟溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量(忽略测量误差,下同)________(填“相等”或“不相等”),所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。
(5)用相同浓度和体积的溶液代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热数值会________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(6)仍按盐酸与溶液测定中和热。若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同,而终止温度与起始温度差分别为①2.2℃②3.5℃③3.3℃,则最终代入计算式的温差均值应该为________。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒
(2)保温(或隔热、或减少热量损失)保证盐酸完全被中和
(3)AD
(4)不相等 相等
(5)无影响
(6)3.4℃
【解析】(1)为了测得温度的最高值,应在最短的时间内让盐酸和氢氧化钠充分反应,故缺少环形玻璃搅拌棒;
(2)为了测得温度的最高值,应加强保温、隔热和防止热量散失措施,应在大小烧杯间填满碎泡沫(或纸条),并使小烧杯口与大烧杯口相平;过量的氢氧化钠可以保证盐酸完全被中和,减小实验误差;
(3)A.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故A正确;用量筒量取一定量的稀盐酸时仰视读数,导致盐酸的体积偏高,中和热的数值偏大,故B错误;反应后最高温度记为终点温度,故C错误:
D.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,否则会引起热量散失,中和热的数值偏小,故D正确;故选AD;
(4)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,与原实验相比,盐酸跟溶液进行上述实验,生成水的量增多,所放出的热量偏高;中和热是指强酸和强碱在稀溶液中反应生成1mol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以与原实验相比,用盐酸跟溶液进行上述实验测得中和热数值相等;
(5)溶液代替稀氢氧化钠溶液反应,同为强碱,都用盐酸的量计算,所以中和热不变。
(6)①2.2℃②3.5℃③3.3℃中,①误差较大,应舍弃,用②③2组数据计算平均值为;
【对练2】(25-26高二下·黑龙江双鸭山·期中)某同学欲测定中和反应的反应热,实验装置及测得的混合溶液温度随时间的变化关系分别如图1、图2所示。
已知:弱酸、弱碱在电离过程中吸热。
回答下列问题:
(1)NaOH溶液稍过量的原因是___________;实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图3所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是___________。
(2)若用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和反应反应热的数值___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)实验数据记录如下表:
温度实验次数
起始温度
终止温度
温度差平均值
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.4
2
27.1
27.3
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.1
4
26.4
26.2
26.3
29.7
①根据图2所示,应取图2中___________(填“a”“b”或“c”)点。通过以上实验数据可得温度差平均值___________。
②近似认为溶液和盐酸的密度都是,中和后生成溶液的比热容,则中和反应反应热___________(保留一位小数)。
③上述实验的结果与有偏差,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.测定溶液起始温度后,温度计未清洗直接测定盐酸溶液的温度
C.将溶液错取成了的氨水
D.用量筒量取盐酸的体积时仰视读数
【答案】(1)确保盐酸充分反应,减小实验误差 不锈钢材质搅拌棒易导热,会造成实验过程中更多的热量损失
(2)不变
(3)a 3.3 -55.2 ABC
【解析】(1)根据题意可得:NaOH溶液稍过量的原因是为了确保盐酸充分反应,减小实验误差;实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图3所示的搅拌装置,除磁力搅拌器组装方便外,另一个重要原因是:不锈钢材质搅拌棒易导热,会造成实验过程中更多的热量损失。故答案为:确保盐酸充分反应,减小实验误差;不锈钢材质搅拌棒易导热,会造成实验过程中更多的热量损失;
(2)“中和反应反应热”即中和热,其定义为:在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量。中和热的数值与反应物的用量无关,是一个常数,因此:所求中和反应反应热的数值不变;
(3)①在中和热的测定中,取混合后溶液温度的最高值作为反应后温度,计算温差,因此:应取图2中a点;通过以上实验数据可得:第2次实验数据偏差过大,因此将第2次实验数据舍弃,所以温度差平均值 ;
②根据题意可得,实验放出的热量为,所以中和反应反应热,保留一位小数,即中和反应反应热;
③选项A:实验装置保温、隔热效果差将会导致热量损失,实验中测得的释放的热量偏少,从而导致偏大,A正确;选项B:测定溶液起始温度后,温度计未清洗直接测定盐酸溶液的温度,这会导致盐酸溶液的温度不准确,提前放出热量,实验中测得的释放的热量偏少,从而导致偏大,B正确;选项C:将溶液错取成了的氨水,为弱电解质,电离吸收热量,实验中测得的释放的热量偏少,从而导致偏大,C正确;选项D:用量筒量取盐酸的体积时仰视读数,将会使盐酸的体积偏高,实验中测得的释放的热量偏大,会导致偏小,D错误;故答案为:ABC。
1.在进行酸碱中和热测定实验时,确保计算无误的情况下,最后得出的中和热,下列说法不能作为解释此结果依据的是
A.量取盐酸仰视读数
B.用稀硫酸与稀氢氧化钡溶液做该实验
C.用氢氧化钠固体替代氢氧化钠溶液做该实验
D.用浓度均为稀盐酸与稀氢氧化钠溶液
【答案】D
【解析】量取盐酸仰视读数时,量取的盐酸的体积偏多,放出的热量偏多,焓变值就越小,能作为解释的依据,A不选;硫酸与稀氢氧化钡反应产生硫酸钡沉淀,产生沉淀会释放热量,焓变值就越小,能作为解释的依据,B不选;氢氧化钠固体溶于水是一个放热过程,能作为解释的依据,C不选;用浓度均为0.50mol/L的稀盐酸与稀氢氧化钠溶液进行实验是标准操作,在无其他操作失误的情况下,测得的结果应接近−57.3kJ⋅mol−1,不能解释测得数值偏大的情况,D选;故选D。
2.(25-26高二下·吉林长春·期中)同学们用如图所示的装置测定盐酸与 溶液反应放出的热量。下列说法错误的是
A.仪器X的名称为玻璃搅拌器
B.向盐酸中加入溶液时应一次性迅速加入
C.采用过量溶液的目的是保证盐酸完全被中和
D.实验时忘记盖硬纸板,会导致反应放出热量的测定值偏大
【答案】D
【解析】仪器X为环形玻璃搅拌器,名称描述正确,A正确;向盐酸中一次性迅速加入NaOH溶液可减少热量散失,减小实验误差,操作正确,B正确;采用过量NaOH溶液可保证盐酸完全被中和,便于以盐酸的物质的量为基准计算反应放热量,目的正确,C正确;忘记盖硬纸板会导致反应产生的热量散失到空气中,测得的反应前后温度差偏小,根据可知,放出热量的测定值偏小,D错误;故选D。
3.(25-26高二上·河北廊坊·期末)中和反应中和热测定过程中。能提高中和热测定准确度的是
A.用测量过盐酸温度的温度计直接测量氢氧化钠溶液的温度
B.用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
C.用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液混合
D.打开杯盖,将NaOH溶液缓缓倒入量热计的内筒,盖上杯盖
【答案】C
【解析】测量完盐酸温度的温度计上会附着盐酸,直接测量氢氧化钠溶液温度,会发生中和反应,影响氢氧化钠溶液初始温度的准确性,导致实验误差,A错误;铜是热的良导体,用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器会使热量损失更多,导致实验误差,B错误;用过量的氢氧化钠溶液可以保证盐酸完全反应,从而提高实验的准确度,C正确;打开杯盖,缓缓倒入氢氧化钠溶液,会导致热量损失,应迅速倒入,D错误;故选C。
4.(25-26高二上·广东广州·阶段检测)关于中和反应反应热的测定实验,下列说法正确的是
A.反应在常温下不能自发进行,说明该反应的
B.为了使反应均匀进行,可以向酸(碱)中分几次加入碱(酸)
C.中和反应反应热的测定结果与所用酸(碱)的种类无关
D.测完酸溶液的温度后,未冲洗温度计就直接测碱溶液的温度,会使测得的中和反应反应热偏大
【答案】D
【解析】当ΔG=ΔH-TΔS>0时反应不能自发进行,该反应的ΔS>0(反应物全固态,生成物中有气态物质),T恒大于0,所以要ΔG>0,ΔH必须大于0才有可能,故该反应ΔH>0,A错误;为了防止热量损失,向酸(碱)溶液中一次加入碱(酸)溶液,B错误;中和热测定结果与酸(碱)种类有关,若使用弱酸或弱碱,其电离需吸热,导致测得反应热偏大;若为强酸强碱且浓度适当,则反应热相同,C错误;未冲洗温度计直接测碱温度时,残留酸与碱反应放热,导致碱初始温度测量值偏高,ΔT计算值偏小,Q偏小,ΔH绝对值偏小(负值更接近零),即测得ΔH偏大,D正确;故选D。
5.(25-26高二上·北京丰台·阶段检测)某实验小组用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。下列说法不正确的是
A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量散失
B.大烧杯上如不盖硬纸板,测得(中和热)偏大
C.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和热也不相等
D.用硫酸代替盐酸进行上述实验,测得的中和热的数值不变
【答案】C
【解析】碎泡沫塑料具有隔热作用,能减少热量散失,A正确;不盖硬纸板会导致热量散失更多,测得的温度升高值偏小,则ΔH的绝对值偏小,放热反应ΔH<0,即ΔH偏大,B正确;改用盐酸()与溶液()反应,生成水的物质的量由不足量的盐酸决定,仍为,与原实验相同,故所放出的热量相等;中和热指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成时的反应热,为定值,故所求中和热也相等,C错误;25 mL 1.0 mol/L硫酸含H+ 0.05 mol(25×10-3 L×1.0 mol/L×2),与50 mL 1.0 mol/L NaOH(0.05 mol OH⁻)完全反应生成0.05 mol水,强酸强碱中和,中和热数值不变,D正确;故选C。
6.(25-26高二上·河北邯郸·阶段检测)用稀盐酸与稍过量的稀氢氧化钠溶液反应测定中和反应反应热,下列有关说法正确的是。
A.其热化学方程式为
B.测量中和反应反应热的一次实验过程中,至少需测定温度3次
C.玻璃搅拌棒若用铜质材料代替,则测量出的中和反应反应热偏小
D.若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等,则所测中和反应反应热数据更准确
【答案】B
【解析】热化学方程式未标明各物质的状态,其热化学方程式为 ,A错误;中和热测定中,测量中和反应反应热的一次实验过程中,需要测定反应前酸溶液的温度、反应前碱溶液的温度以及反应后的最高温度,至少需测定温度3次,B正确;铜的导热性优于玻璃,导致热量散失更多,测得温度差ΔT偏小,计算出的中和热数值变小,带负号,故中和反应反应热偏大,C错误;若稀酸中与稀碱溶液中的物质的量相等,实验误差易导致反应不完全,应使一种试剂稍过量以确保完全反应,D错误;故选B。
7.(25-26高二上·河南·阶段检测)中和反应的反应热测定实验中,用50 mL 0.50 mol·L-1 盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行实验,简易装置如图所示。下列说法正确的是
A.实验中若采用50 mL 0.50 mol·L-1 的NaOH:溶液会使实验结果更加准确
B.若该装置的保温效果不好,则所测偏小
C.改用25 mL 0.50 mol·L-1 的盐酸与25 mL 0.55 mol·L-1 的NaOH溶液进行反应,求出生成1 mol 的和原来的相同
D.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
【答案】C
【解析】测定中和热实验中为保证盐酸完全被中和,常用稍过量的NaOH溶液,A错误;若实验装置的保温效果不好,会使测得的温度偏低,放出的热量偏少,但小于0,故会偏大,B错误;中和热是强酸和强碱反应生成1 mol 时放出的热量,与酸碱的用量无关,中和热数值相等,C正确;为了使酸碱充分反应,应将量筒中的NaOH溶液迅速一次倒入量热计中并搅拌,减少热量散失,D错误;故选C。
8.(25-26高二上·四川广安·阶段检测)下列说法正确的是
A.中和反应反应热测定实验中,若用银质搅拌器,则所测反应热的绝对值偏大
B.的燃烧热为,则
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石) 则处于相同条件下的石墨更稳定
D.已知:,增加氮气和氢气的用量,则变大
【答案】C
【解析】银具有导热性,会使实验中的热量散失,导致测得的反应热的绝对值(热量)偏小,A错误;该热化学方程式中水不是液态,不符合燃烧热的定义,B错误;根据热化学方程式中是正值,石墨转化成金刚石是吸热反应,则石墨的能量更低更稳定,C正确;反应热是一个过程量,和反应物的多少无关,D错误;故选C。
9.(25-26高二上·江西·阶段检测)利用如图装置测定的。每次用盐酸和 溶液进行反应,重复实验多次,测得反应前后温度差的平均值为。已知反应后溶液的比热容,盐酸与NaOH溶液的密度近似为,且忽略由反应引起的体积变化。下列说法正确的是
A.仪器a为金属搅拌器
B.实验过程中,若盐酸和NaOH溶液少量多次混合,则测得的会偏小
C.该实验测得的
D.将NaOH溶液与盐酸混合后,立即测混合液的温度,该温度为反应前的初始温度
【答案】C
【解析】金属搅拌器会导致较多热量散失,仪器a为玻璃搅拌器,A错误;实验过程中,若盐酸和NaOH溶液少量多次混合会导致热量散失较多,测得的热量减小,带负号,则会偏大,B错误;生成放出热量,则生成放出热量,因此该实验测得的,C正确;分别测量NaOH溶液和盐酸的初始温度,二者的平均值作为反应前的初始温度,D错误;故选C。
10.(25-26高二上·河南郑州·阶段检测)盐酸与溶液在如下图所示的装置中进行中和反应.下列说法正确的是
A.改用硫酸与溶液进行反应,生成时,所测得的中和反应的反应热不受影响
B.酸碱混合时,氢氧化钠溶液应缓缓倒入小烧杯内,并不断搅拌
C.仪器A如果采用铜丝,生成时,所测得的中和反应的反应热将偏大
D.用等浓度的溶液代替HCl溶液进行实验,生成时,所测得的中和反应的反应热的绝对值将偏大
【答案】C
【解析】与反应时,除与中和放热外,与生成沉淀也会放热,导致总反应热包含沉淀热,改变受影响,A错误;酸碱混合时,应快速倒入以减少热量损失,缓缓倒入会导致热量散失,测定结果不准确,B错误;仪器A为玻璃搅拌器,铜是热的良导体,若用铜丝材质,铜丝会使热量散失更多,测得温度升高值偏小,计算的Q偏小,,绝对值偏小,因为负值,故偏大,C正确;为弱酸,电离吸热,中和时放出热量减少,测得绝对值偏小,D错误;故选C。
11.(25-26高二上·河南漯河·阶段检测)某小组利用如图装置测定稀盐酸和稀NaOH溶液中和反应反应热。下列叙述错误的是
A.如果用铜质搅拌器,测得中和反应反应热会偏高
B.上下移动玻璃搅拌器能加快中和反应
C.如果用稀Ba(OH)2溶液和硫酸实验,不会影响结果
D.杯盖的作用是防止热量散失,提高实验精确度
【答案】C
【解析】铜是热的良导体,用铜质搅拌器会导致热量散失增加,使测得的温度升高值偏小,计算出的放热数值减小,放热反应的焓变为负值,则导致中和反应反应热会偏高,A正确;上下移动玻璃搅拌器可使反应物混合均匀,加快反应速率,B正确;稀Ba(OH)2溶液和硫酸反应时,除H+与OH-的中和反应外,Ba2+与硫酸根离子还会生成BaSO4沉淀,沉淀过程放热,导致总热量大于单纯中和反应的热量,影响测定结果,C错误;杯盖能减少热量散失,使温度测量更准确,提高实验精确度,D正确;故选C。
12.(25-26高二上·四川内江·阶段检测)下列有关中和反应反应热测定的说法错误的是
A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,减小实验误差
B.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.实验中为保证反应完全,可以使酸或碱适当过量
D.用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行实验,测得的反应热偏大
【答案】B
【解析】玻璃搅拌器的作用是使反应物混合均匀,确保反应充分进行,减小温度的测量误差,从而减小实验误差,A正确;缓慢分次倒入NaOH溶液会导致热量散失增多,所测反应后体系的温度偏低而使误差增大,应迅速一次性倒入溶液,立即盖上杯盖并搅拌,B错误;使酸或碱适当过量可保证另一种反应物反应完全,确保测量结果准确,C正确;氨水的溶质是弱碱,其电离过程吸热,用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行实验,放出的热量会减少,由于反应热ΔH为负值,则测得的反应热偏大,D正确;故选B。
13.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)有关中和热的测定实验中,下列说法中正确的是
A.中和热的测定实验中需要用到的主要仪器有:简易量热器、温度计、环形金属搅拌棒等
B.可以用保温杯来代替烧杯做有关测定中和热的实验
C.在测定中和热的实验中,至少需要测定并记录的温度是2次
D.测定中和热实验中,若使用溶液和稀醋酸,则会导致所测得的中和热偏小
【答案】B
【解析】中和热实验中使用环形玻璃搅拌棒而非金属,因金属导热快会导致热量散失,A错误;保温杯能有效减少热量散失,可以替代烧杯以提高实验准确性,B正确;实验中需记录酸、碱的初始温度和反应后最高温度,至少3次,C错误;醋酸为弱酸,解离吸热,导致测得中和热偏大,D错误;故选B。
14.(25-26高二上·四川绵阳·阶段检测)关于盐酸与NaOH溶液反应的反应热测定实验,下列说法正确的是
A.为保证盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液,分多次加入,并充分搅拌
B.强酸强碱中和反应活化能很高,所以化学反应速率很大
C.用金属搅拌器代替玻璃搅拌器,会使偏大
D.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏小
【答案】C
【解析】为减少热量损失,NaOH溶液应一次性快速加入,分多次加入会导致热量散失,A错误;强酸强碱中和反应的实质是H+与OH⁻结合生成H2O,活化能很低,因此反应速率快,B错误;金属是热的良导体,用金属搅拌器会导致更多热量散失,使测得的温度升高值ΔT偏小。根据Q=cmΔT,Q偏小,中和热 ,ΔH的绝对值偏小,因ΔH为负值,故ΔH偏大,C正确;醋酸为弱酸,电离过程吸热,用醋酸代替盐酸时,放出的热量减少,ΔT偏小,Q偏小,,ΔH的绝对值偏小,即ΔH偏大,D错误;故选C。
15.(25-26高二上·辽宁大连·期中)手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为,比热容近似为。下列相关说法正确的是
A.分批加入溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,将偏大
D.若将溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
【答案】B
【解析】中和热测定需一次性快速加入NaOH溶液,若分批加入,会导致热量散失过多,测量结果不准确,A项错误;溶液总质量,温度变化 (从图像看,初始温度为21.0 ℃,最高温度为T2= 24.3℃),放出热量,生成H2O的物质的量 ,中和热,B项正确;用量筒量取盐酸时仰视读数,会导致盐酸体积偏大(溶质物质的量偏多),与NaOH反应生成H2O的物质的量偏多,放出热量偏多,由于,所以偏小,C项错误;氨水是弱碱,电离过程吸热,若将NaOH换成同浓度同体积的氨水,反应放出的热量会偏少(因部分热量用于氨水电离),D项错误;故选B。
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