专题09 化学反应与热能(实验清单)(全国通用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-07
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应的热效应 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 18.40 MB |
| 发布时间 | 2026-08-07 |
| 更新时间 | 2026-08-07 |
| 作者 | 满红 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-08-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59126329.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学高考复习讲义围绕“化学反应与热能”专题,涵盖吸热放热反应判断、中和热测定及误差分析等核心考点,按实验原理、拓展应用的逻辑层次组织内容,通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节,帮助学生构建能量变化认知框架,突破实验操作与数据处理难点。
资料突出科学探究与实践素养培养,创新融入额温枪监测、红外热成像等数字化实验拓展,结合中和热测定中绝热保温、快速混合等关键操作指导,强化科学思维中的证据推理能力。设置分层变式训练,配合真题感知环节,助力学生高效掌握考点,为教师把控复习节奏提供精准教学支持。
内容正文:
专题09 化学反应与热能
目 录
实验1:化学反应的吸热和放热现象
镁与盐酸反应放热(试管发烫、温度升高);Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应吸热(烧杯变冷、结冰粘在木片上,有氨味)。通过直观温度变化区分放热与吸热反应,是热化学的基础实验。
实验2:中和热的测定
用保温量热计测量强酸与强碱中和反应前后温度差,计算生成1 mol H₂O放出的热量(约57.3 kJ)。关键:绝热保温、快速混合、碱稍过量、准确读数。误差分析重点在于热量损失和仪器传热。
实验1 化学反应的吸热和放热现象
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)必修第二册P32-33
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.放热反应
实验装置
实验原理
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ △H<0
实验用品
2mol/L 的盐酸、镁条;温度计、试管、砂纸。
实验步骤
在一支试管中加入 2 mL 2mol/L 的盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条。观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化。
实验现象
试管中有大量气泡产生,试管壁发烫,溶液的温度升高。
实验结论
镁和盐酸的反应是放热反应。
2.吸热反应
实验装置
实验原理
Ba(OH)2 •8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O △H>0
实验用品
Ba(OH)2 •8H2O 晶体、NH4Cl 晶体;烧杯、玻璃片(或小木板)、玻璃棒。
实验步骤
将20g Ba(OH)2 •8H2O 晶体研细后与10gNH4Cl 晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸烧壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象。
实验现象
有少许刺激性气味的气体产生;烧杯变凉,木片和烧杯底部粘接在一起。
实验结论
①Ba(OH)2 •8H2O 晶体和 NH4Cl 晶体的反应是吸热反应。②反应产生了氨气。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 吸热和放热反应
1.放热反应和吸热反应的比较:
E:物质的总能量;Q(吸):反应物分子断键时吸收的总能量;Q(放):生成物分子成键时放出的总能量。
2.常见的放热反应和吸热反应:
3.吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,否则是吸热反应。
(2)根据化学键破坏或形成时的能量变化判断——用于计算。若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量,属于放热反应,否则是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应,反之为吸热反应。
(4)根据反应条件判断。
凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。
特别注意:化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然的关系。具体如下:
拓展二 常见热量测量方法
1.额温枪非接触实时监测法
原理:利用红外测温原理,毫秒级捕捉反应容器表面温度变化,全程无接触避免热量散失与试剂污染,支持语音播报自动记录温度数据。
2.U型管压强转换测定法
原理:将反应的热效应转化为密闭容器内空气的热胀冷缩,通过U型管内红墨水的液面高度差,直观判断反应是吸热还是放热。
3.红外热成像全场可视化法
原理:通过红外热像仪拍摄反应容器的表面温度分布云图,直观展示热量扩散的动态过程,清晰呈现局部温度差异。
4.智能传感器数字化采集法
原理:将高精度温度传感器接入数据采集设备,实时在电脑端生成“时间-温度”变化曲线,自动计算温差ΔT,实现热效应的定量分析。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2013·上海·高考真题)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q
2.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
3.(2009·上海·高考真题)下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混和,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A.硝酸铵 B.生石灰 C.氯化镁 D.食盐
4.(2017·浙江·高考真题)下列物质放入水中,会显著放热的是
A.食盐 B.蔗糖 C.酒精 D.生石灰
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·北京·三模)将一定量的硫粉与铁粉混合(如图所示),用灼热的玻璃棒加热引发反应。观察到固体呈红热状态并持续扩散,并伴有刺激性气味,冷却后得到黑色固体;向黑色固体中加入盐酸,产生臭鸡蛋气味气体(经检验为),溶液变为浅绿色。下列分析不正确的是
A.由“红热状态持续扩散”,推测实验过程中存在放热反应
B.由“伴有刺激性气味”,推测S与反应生成了
C.由“黑色固体溶于盐酸产生”,推测被还原为-2价
D.由“黑色固体溶于盐酸后溶液呈浅绿色”,推测Fe被S氧化为+2价
2.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
B.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
C.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
D.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
3.(2026·云南·模拟预测)利用如图装置进行实验(部分夹持装置省略):点燃酒精灯,对具支试管进行预热,然后集中加热铜丝,缓慢挤压双连球一段时间。实验一段时间后,加热装有新制的试管,下列说法错误的是
A.具支试管中的铜丝会出现红黑交替的现象
B.加热试管,发生反应:
C.熄灭酒精灯后挤压双连球,观察到铜丝颜色由黑变红,说明乙醇的催化氧化为放热反应
D.试管a中有砖红色沉淀产生,说明乙醇发生了氧化反应
4.(25-26高一下·天津·阶段检测)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则测定结果数值偏高
5.(24-25高一下·河南驻马店·期中)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧时体系的温度变化进行探究,实验装置及数据曲线如图,其中时推入溶液。下列说法不正确的是
A.对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度
B.可观察到大量白烟,气球可能膨胀
C.对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D.气球的作用是调节气压,同时使实验更环保
6.(19-20高二上·安徽滁州·阶段检测)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定,测定数值偏高
实验2 中和热的测定
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P5-6
实验梳理--实验过程 要点梳理
实验装置
实验原理
强酸与强碱中和反应的实质是:H++OH-==H2O,反应放出的热量会引起溶液温度的变化。在一绝热的容器里加入一定量的盐酸和氢氧化钠溶液,通过测定反应前后溶液的温度,再利用比热容公式——Q=cm△t,即可计算出该反应的反应热,最后再换算成生成 1mol水所放出的热量, 即得该反应条件下的中和热。
实验用品
0. 50mol/L 盐酸、0.55mol/L NaOH 溶液;大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)
两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
实验步骤
①在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔, 正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。
②用一个量筒量取50mL0.50mol/L 盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取 50mL 0. 55mol/LNaOH 溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的 NaOH 溶液一次性倒入小烧杯(注意不要洒到外面),盖好盖板。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,记为终止温度,记入下表。
⑤重复实验步骤②〜④三次。
⑥计算反应热。
温度
实验次数
起始温度 t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差
(t2-t1)/℃
HCl
NaOH
平均值
1
2
3
实验结论
通常条件下,强酸与强碱溶液反应的中和热约为 57. 3kJ/mol。 巳知生成 1mol 水时的反应热为:△H=-0. 418(t2-t1)/0. 025kJ/mol。取接近的温度差值的平均值代入进行计算。
实验说明
①本实验成败的关键在于容器的绝热效果及温度测量的准确。因此,若用上述仪器进行组装,则要严格按照操作进行,也可以用保温杯等其他绝热较好的容器代替进行。
②酸碱溶液的混合要迅速,以减少热量的损失。
③为了保证盐酸完全被碱中和,使碱稍过量。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 中和热测定实验关键
1.隔热关。如量热计保温层内隔热填充材料要填满,故泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温;盖板上的两孔只需要正好使温度计和环形玻璃棒通过即可;倒入NaOH溶液要迅速,尽可能减少实验过程中的热量损失。中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不能用金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快,热量损失大。
2.准确关。如配制溶液的浓度要准确;NaOH溶液要新制;量取溶液体积时读数要准确;对温度计的读数要读到最高点。为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。
3.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量,为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
4.计算时应注意单位的统一,且要注意数据的取舍,无效数据要舍去。
拓展二 中和实验误差分析
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。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·天津·高考真题)下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.BaO和足量的水 B.Al和足量的NaOH溶液
C.ZnO和足量的稀硫酸 D.KOH溶液和足量的稀盐酸
2.(2026·云南·高考真题)下列装置或试剂能达到实验目的的是
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.Fe(OH)3胶体的制备
D.氯气的制备
3.(2021·河北·高考真题)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.图甲测定醋酸浓度 B.图乙测定中和热
C.图丙稀释浓硫酸 D.图丁萃取分离碘水中的碘
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·辽宁丹东·一模)某同学配制标准溶液用以滴定未知浓度的盐酸和中和反应反应热的测定。下列实验操作正确的是
A.用托盘天平称量2.0 g NaOH固体
B.溶解NaOH固体
C.用NaOH溶液滴定盐酸
D.中和反应反应热的测定
2.(25-26高一下·山东潍坊·期中)(多选)用如图所示装置测定中和反应的反应热,所用试剂为盐酸和溶液各100 mL。下列说法错误的是
A.使用铜制搅拌棒可使测定结果更准确
B.NaOH溶液倒入量热计之前需要测量温度
C.快速地将碱液倒入量热计中是为了减少热量散失
D.有碱液附着在量热计内壁上没有流下会使记录的最高温度偏高
3.(25-26高一下·陕西西安·期末)某小组用稀盐酸和NaOH溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法正确的是
A.如果将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器,则测得的偏大
B.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.为准确测定稀盐酸与溶液反应的反应热,所用酸和碱的物质的量应相等
D.用等体积的浓硫酸代替稀盐酸进行实验,所测得的相同
4.(25-26高一下·重庆·阶段检测)同学们在实验室测定中和反应的反应热,操作如下:将50 mL 溶液加入盛有50mL 溶液的量热计中,并用温度传感器监测温度的变化,实验数据如表所示。已知溶液的密度均为,反应后溶液的比热容。下列说法正确的是
实验序号
反应前体系温度/℃
反应后体系温度/℃
1
25.1
28.5
2
25.0
28.3
3
25.3
28.1
4
25.5
29.0
A.通过该实验测得反应放出的热量(平均值)约为1.42 kJ
B.通过该实验数据可得中和反应的反应热
C.向量热计中加溶液时,应分多次缓慢添加
D.用量筒量取溶液的体积时仰视读数,会导致所测中和反应反应热的绝对值偏小
5.(25-26高一下·湖南长沙·期末)研究化学反应中的能量变化具有重要价值,通过化学实验定性分析和定量测定是常用的研究方法。
Ⅰ.为了研究化学反应中的能量变化情况,某同学设计了如下图所示两种装置进行实验,忽略溶解过程的热效应,请回答下列问题。
(1)若利用甲装置进行实验,当向装有铁屑的试管中滴加稀硫酸时,一段时间后观察到U形管中左端液面__________右端液面(填“高于”或“低于”)。
(2)若利用乙装置进行实验,一段时间后U形管中左端液面低于右端液面,__________(填“能”或“不能”)判断该反应的能量变化情况。
Ⅱ.某实验小组用50.00 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液和50.00 mL0.50 mol/L的HCl溶液进行中和反应反应热的测定,实验装置如下图所示。
(3)从实验装置上看,完成该测定实验缺少的仪器是__________。
(4)隔热层和杯盖的作用是____________________________。
(5)分别取50.00 mL HCl溶液、50.00 mL NaOH溶液先后倒入量热计的内筒中进行实验,测得的实验数据如下表:
①请填写下表中的空白处:
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
用于最终计算的温度差平均值/℃
稀盐酸
NaOH溶液
平均值
1
22.2
22.4
22.3
25.5
________
2
23.0
22.8
22.9
26.0
3
22.5
22.9
22.7
26.0
4
23.4
23.0
23.2
28.3
②0.5 HCl溶液和0.55 NaOH溶液的密度均近似为1,若中和后混合溶液的比热容,则_________(保留3位有效数字)。
(6)实验反思,下列有关说法正确的是_________(填序号)
A.向内筒中加入稀碱与内筒中的稀酸混合时,稀碱液应当迅速加入
B.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
C.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol (l)时所测得的中和反应的反应热()无影响
D.用温度计测定盐酸起始温度后未洗涤,直接测定NaOH溶液的温度,则将会导致测定的中和热(ΔH)偏大
6.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)某小组学生用如图所示简易量热计进行中和反应反应热的测定。近似处理实验所用酸、碱溶液的密度为、比热容为,忽略量热计的比热容。
【药品】:50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L KOH溶液。
【实验数据】学生甲进行的三次实验数据如下表所示:
实验次数
反应前体系的温度/℃
反应后体系温度/℃
温度差平均值℃
50 mL 0.50mol/L
盐酸
50 mL 0.55 mol/L
NaOH溶液
平均值
1
24.9
25.1
28.4
2
25.1
25.0
26.3
3
25.0
25.0
28.4
(1)从实验装置上看,还缺少的仪器名称是________________。
(2)学生甲实测数据处理
①________℃。
②实验放出的热量________kJ(保留一位数)。
③比该反应理论上放热为QkJ略微偏小,其原因可能是________________________________________________________________________________________(写一条)。
(3)学生乙选用KOH溶液,其他均与学生甲同,且操作规范,预测实验放出热量的数值________(填“”或“”或“”)。
(4)综合上述实验,以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为(用含Q的代数式表示)________________________________________________。
(5)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比理论上中和反应的反应热________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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专题09 化学反应与热能
目 录
实验1:化学反应的吸热和放热现象
镁与盐酸反应放热(试管发烫、温度升高);Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl反应吸热(烧杯变冷、结冰粘在木片上,有氨味)。通过直观温度变化区分放热与吸热反应,是热化学的基础实验。
实验2:中和热的测定
用保温量热计测量强酸与强碱中和反应前后温度差,计算生成1 mol H₂O放出的热量(约57.3 kJ)。关键:绝热保温、快速混合、碱稍过量、准确读数。误差分析重点在于热量损失和仪器传热。
实验1 化学反应的吸热和放热现象
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)必修第二册P32-33
实验梳理--实验过程 要点梳理
1.放热反应
实验装置
实验原理
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ △H<0
实验用品
2mol/L 的盐酸、镁条;温度计、试管、砂纸。
实验步骤
在一支试管中加入 2 mL 2mol/L 的盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条。观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化。
实验现象
试管中有大量气泡产生,试管壁发烫,溶液的温度升高。
实验结论
镁和盐酸的反应是放热反应。
2.吸热反应
实验装置
实验原理
Ba(OH)2 •8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O △H>0
实验用品
Ba(OH)2 •8H2O 晶体、NH4Cl 晶体;烧杯、玻璃片(或小木板)、玻璃棒。
实验步骤
将20g Ba(OH)2 •8H2O 晶体研细后与10gNH4Cl 晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸烧壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象。
实验现象
有少许刺激性气味的气体产生;烧杯变凉,木片和烧杯底部粘接在一起。
实验结论
①Ba(OH)2 •8H2O 晶体和 NH4Cl 晶体的反应是吸热反应。②反应产生了氨气。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 吸热和放热反应
1.放热反应和吸热反应的比较:
E:物质的总能量;Q(吸):反应物分子断键时吸收的总能量;Q(放):生成物分子成键时放出的总能量。
2.常见的放热反应和吸热反应:
3.吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,否则是吸热反应。
(2)根据化学键破坏或形成时的能量变化判断——用于计算。若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量,属于放热反应,否则是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应,反之为吸热反应。
(4)根据反应条件判断。
凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。
特别注意:化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然的关系。具体如下:
拓展二 常见热量测量方法
1.额温枪非接触实时监测法
原理:利用红外测温原理,毫秒级捕捉反应容器表面温度变化,全程无接触避免热量散失与试剂污染,支持语音播报自动记录温度数据。
2.U型管压强转换测定法
原理:将反应的热效应转化为密闭容器内空气的热胀冷缩,通过U型管内红墨水的液面高度差,直观判断反应是吸热还是放热。
3.红外热成像全场可视化法
原理:通过红外热像仪拍摄反应容器的表面温度分布云图,直观展示热量扩散的动态过程,清晰呈现局部温度差异。
4.智能传感器数字化采集法
原理:将高精度温度传感器接入数据采集设备,实时在电脑端生成“时间-温度”变化曲线,自动计算温差ΔT,实现热效应的定量分析。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2013·上海·高考真题)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应的热化学方程式为:NH4HCO3+HCl→NH4Cl+CO2↑+H2O-Q
【答案】B
【解析】A.醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低,即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应,故A错误;B.因反应为吸热反应,即吸热的热量转化为产物内部的能量,故B正确;C.因反应为吸热反应,则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量,故C错误;D.书写热化学方程式时,应注明物质的状态,故D错误;故选:B。
2.(2024·广东·高考真题)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
B.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
【答案】B
【解析】A.烧瓶壁变冷说明八水氢氧化钡与氯化铵的反应是焓变大于0的吸热反应,故A错误;B.试纸会变蓝,说明八水氢氧化钡与氯化铵反应时有氨气生成,该反应是熵增的反应,故B正确;C.滴加浓盐酸后,有白烟产生是因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,与氯化铵的升华无关,故C错误;D.八水氢氧化钡与氯化铵生成氯化钡和一水合氨的反应是焓变大于0的吸热反应,烧瓶中温度降低、气体压强会减小会导致气球变小,后因为一水合氨分解生成氨气导致气体压强增大,气球会变大,滴入盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,导致气体压强变小,则实验过程中,气球先变小、后增大,加入盐酸后又变小,故D错误;故选B。
3.(2009·上海·高考真题)下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时,水与固体碎块混和,杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A.硝酸铵 B.生石灰 C.氯化镁 D.食盐
【答案】B
【解析】分析反应为放热反应的即可满足要求。A. 硝酸铵溶于水是吸热的,温度降低;B. 生石灰与水反应放出大量的热,可以使食物温度逐渐上升;C. 氯化镁溶于水后温度变化不明显;D. 食盐溶于水后温度变化不明显。综上所述,B满足题意,选B。
4.(2017·浙江·高考真题)下列物质放入水中,会显著放热的是
A.食盐 B.蔗糖 C.酒精 D.生石灰
【答案】D
【解析】A. 食盐溶于水,放热不明显,A错误;B. 蔗糖溶于水,放热不明显,B错误;C. 酒精溶于水,放热不明显,C错误;D. 生石灰溶于水生成氢氧化钙时放出大量的热,属于放热反应,D正确,答案选D。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·北京·三模)将一定量的硫粉与铁粉混合(如图所示),用灼热的玻璃棒加热引发反应。观察到固体呈红热状态并持续扩散,并伴有刺激性气味,冷却后得到黑色固体;向黑色固体中加入盐酸,产生臭鸡蛋气味气体(经检验为),溶液变为浅绿色。下列分析不正确的是
A.由“红热状态持续扩散”,推测实验过程中存在放热反应
B.由“伴有刺激性气味”,推测S与反应生成了
C.由“黑色固体溶于盐酸产生”,推测被还原为-2价
D.由“黑色固体溶于盐酸后溶液呈浅绿色”,推测Fe被S氧化为+2价
【答案】D
【解析】铁粉与硫粉混合加热发生放热反应生成黑色固体;产物与盐酸反应生成和含的浅绿色溶液。由于反应物用量未知,需考虑过量铁粉对来源判断的干扰。A.灼热玻璃棒引发后反应自行维持红热并持续扩散,说明反应放热,A正确;B.刺激性气味来自硫粉在空气中受热生成的,B正确;C.黑色固体溶于盐酸产生,说明固体中含-2价硫,即S被Fe还原,C正确;D.溶液呈浅绿色说明含,但既可能来自FeS与盐酸反应,也可能来自过量铁粉与盐酸反应,不能据此直接推断Fe被S氧化为+2价,D错误;答案选D。
2.(2026·辽宁沈阳·模拟预测)按下图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是
A.试纸会变蓝,说明有生成,产氨过程熵增
B.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
C.烧瓶壁会变冷,说明存在的反应
D.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有升华
【答案】A
【解析】A.试纸会变蓝,说明八水氢氧化钡与氯化铵反应时有氨气生成,该反应是熵增的反应,A正确;B.八水氢氧化钡与氯化铵生成氯化钡和一水合氨的反应是焓变大于0的吸热反应,烧瓶中温度降低、气体压强会减小会导致气球变小,后因为一水合氨分解生成氨气导致气体压强增大,气球会变大,滴入盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,导致气体压强变小,则实验过程中,气球先变小、后增大,加入盐酸后又变小,B错误;C.烧瓶壁变冷说明八水氢氧化钡与氯化铵的反应是焓变大于0的吸热反应,C错误;D.滴加浓盐酸后,有白烟产生是因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体与反应生成的氨气生成了氯化铵,与氯化铵的升华无关,D错误;故选A。
3.(2026·云南·模拟预测)利用如图装置进行实验(部分夹持装置省略):点燃酒精灯,对具支试管进行预热,然后集中加热铜丝,缓慢挤压双连球一段时间。实验一段时间后,加热装有新制的试管,下列说法错误的是
A.具支试管中的铜丝会出现红黑交替的现象
B.加热试管,发生反应:
C.熄灭酒精灯后挤压双连球,观察到铜丝颜色由黑变红,说明乙醇的催化氧化为放热反应
D.试管a中有砖红色沉淀产生,说明乙醇发生了氧化反应
【答案】B
【解析】A.具支试管中,铜丝先被空气中氧化为黑色,随后被乙醇蒸气还原为红色,循环往复,因此会出现红黑交替的现象,A正确;B.加热试管,发生反应:,B错误;C.熄灭酒精灯后挤压双连球,仍能观察到铜丝颜色由黑变红,说明乙醇的催化氧化反应本身为放热反应,C正确;D.试管a中出现砖红色沉淀,说明乙醛将还原,而乙醛由乙醇氧化而来,因此证明乙醇发生了氧化反应,D正确;故答案选B。
4.(25-26高一下·天津·阶段检测)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则测定结果数值偏高
【答案】D
【解析】A.已知活泼金属与酸反应、酸碱中和反应均为放热反应,即实验中(a)、(c)所涉及的反应都是放热反应,但铵盐和碱的反应即(b)是吸热反应,A错误;B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后反应速率加快,但释放出的热量一样多,没有增加,B错误;C.已知金属的导热性能比玻璃强得多,故实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果有影响,导致测量的反应热偏高,C错误;D.由于NaOH固体溶于水是一个放热过程,则若用NaOH固体测定中和反应反应热,导致放出的热量更多,测定结果数值偏高,D正确;故答案为:D。
5.(24-25高一下·河南驻马店·期中)某课题组通过数字化实验对白磷燃烧时体系的温度变化进行探究,实验装置及数据曲线如图,其中时推入溶液。下列说法不正确的是
A.对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度
B.可观察到大量白烟,气球可能膨胀
C.对应温度升高说明过氧化氢分解放热
D.气球的作用是调节气压,同时使实验更环保
【答案】C
【解析】A.时温度升高,此时白磷开始燃烧,则对应的温度是白磷能够燃烧的最低温度,故A正确;B.可观察到大量白烟,白磷燃烧放热,气球可能膨胀,故B正确;C.t3时,推注H2O2溶液,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水,白磷与O2接触,继续燃烧,放出大量热,故温度再次升高,故C错误;D.该实验中,白磷燃烧,放热,装置内气体受热膨胀,压强增大,故气球的作用是调节气压,防止压强过大,橡皮塞被冲出,故D正确;答案选C。
6.(19-20高二上·安徽滁州·阶段检测)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体代替NaOH溶液与盐酸反应测定,测定数值偏高
【答案】D
【解析】A.实验(b)与NH4Cl的反应为吸热反应,A错误;B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量相同,B错误;C.铁质搅拌器会散热,导致测得的中和热的数值偏小,C错误;D.NaOH固体溶于水时放热,导致测定的中和热数值偏高,D正确;故答案选D。
实验2 中和热的测定
实验探源--溯本求源,实验精析
人教版(2019)选择性必修第一册P5-6
实验梳理--实验过程 要点梳理
实验装置
实验原理
强酸与强碱中和反应的实质是:H++OH-==H2O,反应放出的热量会引起溶液温度的变化。在一绝热的容器里加入一定量的盐酸和氢氧化钠溶液,通过测定反应前后溶液的温度,再利用比热容公式——Q=cm△t,即可计算出该反应的反应热,最后再换算成生成 1mol水所放出的热量, 即得该反应条件下的中和热。
实验用品
0. 50mol/L 盐酸、0.55mol/L NaOH 溶液;大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)、温度计、量筒(50mL)
两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
实验步骤
①在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条),大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔, 正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。
②用一个量筒量取50mL0.50mol/L 盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计测量盐酸的温度,记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用另一个量筒量取 50mL 0. 55mol/LNaOH 溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度,记入下表。
④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的 NaOH 溶液一次性倒入小烧杯(注意不要洒到外面),盖好盖板。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,记为终止温度,记入下表。
⑤重复实验步骤②〜④三次。
⑥计算反应热。
温度
实验次数
起始温度 t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差
(t2-t1)/℃
HCl
NaOH
平均值
1
2
3
实验结论
通常条件下,强酸与强碱溶液反应的中和热约为 57. 3kJ/mol。 巳知生成 1mol 水时的反应热为:△H=-0. 418(t2-t1)/0. 025kJ/mol。取接近的温度差值的平均值代入进行计算。
实验说明
①本实验成败的关键在于容器的绝热效果及温度测量的准确。因此,若用上述仪器进行组装,则要严格按照操作进行,也可以用保温杯等其他绝热较好的容器代替进行。
②酸碱溶液的混合要迅速,以减少热量的损失。
③为了保证盐酸完全被碱中和,使碱稍过量。
实验拓展--实验延伸 思维拓展
拓展一 中和热测定实验关键
1.隔热关。如量热计保温层内隔热填充材料要填满,故泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温;盖板上的两孔只需要正好使温度计和环形玻璃棒通过即可;倒入NaOH溶液要迅速,尽可能减少实验过程中的热量损失。中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不能用金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快,热量损失大。
2.准确关。如配制溶液的浓度要准确;NaOH溶液要新制;量取溶液体积时读数要准确;对温度计的读数要读到最高点。为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。
3.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量,为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
4.计算时应注意单位的统一,且要注意数据的取舍,无效数据要舍去。
拓展二 中和实验误差分析
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。
真题感知--追溯真题 命题感知
1.(2025·天津·高考真题)下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.BaO和足量的水 B.Al和足量的NaOH溶液
C.ZnO和足量的稀硫酸 D.KOH溶液和足量的稀盐酸
【答案】B
【解析】A.BaO与水反应生成Ba(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;B.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;C.ZnO与稀硫酸反应生成ZnSO4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;D.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。
2.(2026·云南·高考真题)下列装置或试剂能达到实验目的的是
A.蛋白质的变性
B.中和反应反应热的测定
C.Fe(OH)3胶体的制备
D.氯气的制备
【答案】A
【解析】A.硝酸银中的Ag+是重金属离子,能破坏蛋白质的空间结构,使其失去生物活性,发生变性,A能达到实验目的;B.装置图中缺少杯盖,热量散失严重,会导致测得的中和热数值偏小,B不能达到实验目的;C.制备Fe(OH)3胶体是向沸水中滴加饱和FeCl3溶液,继续煮沸至液体呈红褐色,图中是将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中,会直接发生反应生成的是Fe(OH)3沉淀,C不能达到实验目的;D.MnO2与浓盐酸反应制取氯气(),需要加热条件,图中装置没有酒精灯加热,反应无法发生,D不能达到实验目的;故选A。
3.(2021·河北·高考真题)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.图甲测定醋酸浓度 B.图乙测定中和热
C.图丙稀释浓硫酸 D.图丁萃取分离碘水中的碘
【答案】A
【解析】A.氢氧化钠溶液呈碱性,因此需装于碱式滴定管,氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性,因此滴定过程中选择酚酞作指示剂,当溶液由无色变为淡红色时,达到滴定终点,故A选;B.测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度,因此不能与烧杯内壁接触,并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充和大小烧杯口部平齐,防止热量散失,故B不选;C.容量瓶为定容仪器,不能用于稀释操作,故C不选;D.分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁,防止液体流下时飞溅,故D不选;综上所述,操作规范且能达到实验目的的是A.故答案为A。
变式训练--变式拓展 素养训练
1.(2026·辽宁丹东·一模)某同学配制标准溶液用以滴定未知浓度的盐酸和中和反应反应热的测定。下列实验操作正确的是
A.用托盘天平称量2.0 g NaOH固体
B.溶解NaOH固体
C.用NaOH溶液滴定盐酸
D.中和反应反应热的测定
【答案】C
【解析】A.NaOH易潮解且具有强腐蚀性,不能直接放在滤纸上称量,需要放在玻璃容器(如烧杯)中称量,A错误;B.容量瓶是定容容器,仅用于配制溶液定容,不能用来溶解固体,NaOH固体的溶解需要在烧杯中进行,冷却后再转移到容量瓶中,B错误;C.NaOH滴定盐酸的操作符合规范:左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化来判断滴定终点;聚四氟乙烯活塞不与NaOH反应,可以用来盛装碱液,C正确;D.铜是热的良导体,铜制搅拌器会导走反应热量,造成较大的实验误差,中和热测定需要使用环形玻璃搅拌棒,D错误;故选C。
2.(25-26高一下·山东潍坊·期中)(多选)用如图所示装置测定中和反应的反应热,所用试剂为盐酸和溶液各100 mL。下列说法错误的是
A.使用铜制搅拌棒可使测定结果更准确
B.NaOH溶液倒入量热计之前需要测量温度
C.快速地将碱液倒入量热计中是为了减少热量散失
D.有碱液附着在量热计内壁上没有流下会使记录的最高温度偏高
【答案】AD
【解析】A.铜是热的良导体,使用铜制搅拌棒会加快热量散失,增大测定误差,A错误;B.中和反应反应热测定需要记录酸、碱的初始温度和反应后最高温度,因此NaOH溶液倒入量热计前需要测量温度,B正确;C.快速将碱液倒入量热计中,可减少实验过程中的热量散失,减小测定误差,C正确;D.有碱液附着在量热计内壁没有流下,会导致参与中和反应的碱的量不足,反应放出的总热量减少,记录的最高温度偏低,D错误;故选AD。
3.(25-26高一下·陕西西安·期末)某小组用稀盐酸和NaOH溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法正确的是
A.如果将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器,则测得的偏大
B.为了使酸碱充分反应,应缓慢分次倒入溶液并搅拌
C.为准确测定稀盐酸与溶液反应的反应热,所用酸和碱的物质的量应相等
D.用等体积的浓硫酸代替稀盐酸进行实验,所测得的相同
【答案】A
【解析】A.铜质搅拌器导热性强,会导致实验过程中热量散失更多,测得的反应放热数值偏小,中和反应为放热反应,为负值,因此测得的偏大,A正确;B.缓慢分次倒入溶液会造成热量散失,导致测定结果不准确,应一次性快速倒入溶液,B错误;C.为保证一种反应物完全反应,通常需要使酸或碱适当过量,若二者物质的量相等,可能无法保证反应完全,C错误;D.浓硫酸溶于水会释放大量热量,用等体积浓硫酸代替稀盐酸进行实验,测得的总放热量更多,为负值,因此测得的更小,与稀盐酸实验的不相同,D错误;故选A。
4.(25-26高一下·重庆·阶段检测)同学们在实验室测定中和反应的反应热,操作如下:将50 mL 溶液加入盛有50mL 溶液的量热计中,并用温度传感器监测温度的变化,实验数据如表所示。已知溶液的密度均为,反应后溶液的比热容。下列说法正确的是
实验序号
反应前体系温度/℃
反应后体系温度/℃
1
25.1
28.5
2
25.0
28.3
3
25.3
28.1
4
25.5
29.0
A.通过该实验测得反应放出的热量(平均值)约为1.42 kJ
B.通过该实验数据可得中和反应的反应热
C.向量热计中加溶液时,应分多次缓慢添加
D.用量筒量取溶液的体积时仰视读数,会导致所测中和反应反应热的绝对值偏小
【答案】A
【解析】A.首先剔除温差偏差过大的第3组数据,剩余三组平均温差为,溶液总质量为,放出热量,A正确;B.反应中不足,生成水的物质的量,中和热,B错误;C.分多次缓慢添加会导致热量大量散失,增大实验误差,应快速一次性加入,C错误;D.量取时仰视读数,实际量取的体积偏大,反应放出的热量偏多,所测中和反应反应热的绝对值偏大,D错误;故选A。
5.(25-26高一下·湖南长沙·期末)研究化学反应中的能量变化具有重要价值,通过化学实验定性分析和定量测定是常用的研究方法。
Ⅰ.为了研究化学反应中的能量变化情况,某同学设计了如下图所示两种装置进行实验,忽略溶解过程的热效应,请回答下列问题。
(1)若利用甲装置进行实验,当向装有铁屑的试管中滴加稀硫酸时,一段时间后观察到U形管中左端液面__________右端液面(填“高于”或“低于”)。
(2)若利用乙装置进行实验,一段时间后U形管中左端液面低于右端液面,__________(填“能”或“不能”)判断该反应的能量变化情况。
Ⅱ.某实验小组用50.00 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液和50.00 mL0.50 mol/L的HCl溶液进行中和反应反应热的测定,实验装置如下图所示。
(3)从实验装置上看,完成该测定实验缺少的仪器是__________。
(4)隔热层和杯盖的作用是____________________________。
(5)分别取50.00 mL HCl溶液、50.00 mL NaOH溶液先后倒入量热计的内筒中进行实验,测得的实验数据如下表:
①请填写下表中的空白处:
实验次数
起始温度/℃
终止温度/℃
用于最终计算的温度差平均值/℃
稀盐酸
NaOH溶液
平均值
1
22.2
22.4
22.3
25.5
________
2
23.0
22.8
22.9
26.0
3
22.5
22.9
22.7
26.0
4
23.4
23.0
23.2
28.3
②0.5 HCl溶液和0.55 NaOH溶液的密度均近似为1,若中和后混合溶液的比热容,则_________(保留3位有效数字)。
(6)实验反思,下列有关说法正确的是_________(填序号)
A.向内筒中加入稀碱与内筒中的稀酸混合时,稀碱液应当迅速加入
B.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
C.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成1 mol (l)时所测得的中和反应的反应热()无影响
D.用温度计测定盐酸起始温度后未洗涤,直接测定NaOH溶液的温度,则将会导致测定的中和热(ΔH)偏大
【答案】(1)低于
(2)不能
(3)玻璃搅拌器
(4)保温,防止热量散失
(5) 3.2 -53.5
(6)AD
【解析】该实验的实验目的是设计实验研究化学反应中的能量变化情况,并利用中和反应测定反应的中和热。
(1)铁和稀硫酸的反应是放热反应,反应放出热量会使大试管内气体压强增大,导致装置甲中U形管的左端液面低于右端液面;
(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,反应生成的氧气也会使大试管内气体压强增大,导致装置乙中U形管的左端液面低于右端液面,无法确定压强增大是反应放热导致还是生成气体导致,所以装置乙不能判断该反应的能量变化情况;
(3)由实验装置图可知,完成中和热测定实验还缺少玻璃搅拌器;
(4)中和热测定实验最关键的措施是隔热保温,所以实验装置中隔热层和杯盖的作用是保温,防止热量散失;
(5)①由表格数据可知,4次实验的温度差分别为:3.2℃、3.1℃、3.3℃、5.1℃,第4组实验数据误差较大应舍去,则实验测得的反应温度差的平均值为:=3.2℃;
②由题意可知,实验时盐酸不足量,则反应生成水的物质的量为: 0.50 mol/L×0.0500L =0.025 mol,反应放出的热量为:Q=mcΔt=(100 mL×1 g/mL) ×4.18×10-3 kJ/(g⋅℃) ×3.2℃=1.3376 kJ,所以实验测得的中和热为:ΔH=-≈-53.5 kJ/mol;
(6)A.向内筒中加入稀碱与内筒中的稀酸混合时,稀碱液迅速加入可以减少热量的散失,使实验测得数值准确,A正确;
B.量筒取液无需洗涤,将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,不应用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸,B错误;
C.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验会使溶液总重量偏大,导致最高温度偏低, 导致实验测得的放热数值偏小,偏大,C错误;
D.用温度计测定盐酸起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠溶液的温度,氢氧化钠溶液与盐酸反应放出热量使测得的反应温度差偏小,导致实验测得的放热数值偏小,测得的中和热ΔH偏大,D正确;
故选AD。
6.(25-26高二上·湖北孝感·开学考试)某小组学生用如图所示简易量热计进行中和反应反应热的测定。近似处理实验所用酸、碱溶液的密度为、比热容为,忽略量热计的比热容。
【药品】:50 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L KOH溶液。
【实验数据】学生甲进行的三次实验数据如下表所示:
实验次数
反应前体系的温度/℃
反应后体系温度/℃
温度差平均值℃
50 mL 0.50mol/L
盐酸
50 mL 0.55 mol/L
NaOH溶液
平均值
1
24.9
25.1
28.4
2
25.1
25.0
26.3
3
25.0
25.0
28.4
(1)从实验装置上看,还缺少的仪器名称是________________。
(2)学生甲实测数据处理
①________℃。
②实验放出的热量________kJ(保留一位数)。
③比该反应理论上放热为QkJ略微偏小,其原因可能是________________________________________________________________________________________(写一条)。
(3)学生乙选用KOH溶液,其他均与学生甲同,且操作规范,预测实验放出热量的数值________(填“”或“”或“”)。
(4)综合上述实验,以理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为(用含Q的代数式表示)________________________________________________。
(5)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比理论上中和反应的反应热________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)温度计
(2) 3.4 1.4 实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数(合理即可)
(3)
(4)
(5)偏大
【解析】(1)进行中和反应反应热的测定,需要测量反应前后温度,从实验装置上看,还缺少的仪器名称是温度计;
(2)①反应前体系的平均温度均为25.0℃,实验1体系温度变化为3.4℃,实验2体系温度变化为1.3℃,实验3体系温度变化为3.4℃,剔除明显错误的实验2数据,;
②溶液的体积为100 mL,实验所用酸、碱溶液的密度为,溶液的总质量为0.1 kg,;
③比该反应理论上放热为略微偏小,其原因可能是实验装置保温、隔热效果差或量取溶液的体积时俯视读数等;
(3)、均为一元强碱,量相同,完全中和放出热量相等;
(4),生成0.025 mol放出热量Q,生成,放出热量40Q;理论上生成时,强酸与强碱的稀溶液中和反应的反应热的热化学方程式为: ;
(5)不盖杯盖,热量散失,测得升温偏小,计算放热数值偏小;ΔH为负值,数值偏小则偏大。
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