热点突破15 中和反应反应热的测定【大单元核心精讲精练】2027届高三化学一轮复习讲义●分层对点训练(新高考通用)
2026-09-06
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摘要:
该高中化学讲义聚焦中和反应反应热的测定这一热化学实验核心考点,围绕装置原理、操作要点、数据处理及误差分析构建知识体系,通过考向预测、真题演练、核心梳理、对点训练的教学流程,帮助学生厘清概念差异、掌握实验逻辑,突破高频易错点。
资料以科学思维和科学探究与实践为导向,设计强酸强碱与弱酸弱碱测定数值对比分析活动,结合改进装置情境命题训练,通过分层对点练习夯实基础,有效培养学生实验细节把控与定量思维能力,为教师精准把握高考碎片化考查趋势提供实用教学方案。
内容正文:
大单元五化学反应原理
第一单元化学反应与能量
热点突破15 中和反应反应热的测定
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
03
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
04
对点训练●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
【考向预测●明考向】
综合近三年高考考频分析,中和反应反应热的测定属于热化学模块低频但重要的实验类考点,较少单独出大题,多以选择题选项、实验填空小片段形式考查,命题围绕简易量热计装置、仪器作用、实验操作要点、数据处理、误差分析展开,重点考查环形玻璃搅拌棒、保温隔热措施、酸碱用量选择、温度差的正确读取,高频陷阱集中在混淆反应热与中和热概念、忽略弱酸弱碱电离吸热、直接用溶液总质量计算、散热带来的误差方向判断错误,预测2027年高考预计不会出现完整的大型实验大题,大概率延续碎片化考查形式,可能结合热化学计算、反应热测定的改进装置进行情境命题,侧重辨析实验操作对测定结果的影响,区分中和热与普通中和反应焓变,注重实验细节与定量思维,难度中等,备考要落实装置细节与误差分析逻辑,厘清强酸强碱、弱酸弱碱体系下测定数值差异的本质原因。
【真题演练●悟高考】
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
【详解】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.(2023·广东·高考真题)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为___________。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为___________(c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/
反应前
反应后
i
溶液
粉
a
b
ii
粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②___________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和___________(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用___________。
【答案】(1) AD 0.5500
(2)
(3) > 或
(4) 抑制水解 将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为
(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【详解】(1)①滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴管、铁架台等,故选AD;
②滴定时发生的反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O,故,故答案为0.5500;
(2)由可得Q=××(50mL+50mL)×(T1-T0)=,故答案为;
(3) 溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,粉和粉的物质的量分别为0.021mol、0.01 mol,实验i中有0.02 mol CuSO4发生反应,实验ii中有0.01mol CuSO4发生反应,实验i放出的热量多,则b>c;若按实验i进行计算,;若按实验ii进行计算,,故答案为:>;或;
(4)易水解,为防止水解,在配制溶液时需加入酸;用试纸测得溶液的不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生,说明溶液中还存在与酸的反应,其离子方程式为;乙同学根据相关原理,重新设计优化的实验方案的重点为如何防止与酸反应产生影响,可以借助盖斯定律,设计分步反应来实现溶液与的反应,故可将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为,故答案为:抑制水解;;将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为;
(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛,化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用,另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用,故答案为:燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)。
【核心梳理●明考点】
1.测定原理
通过简易量热计测得体系在反应前后的温度变化,再利用相关物质的比热容计算反应热。
ΔH=-
c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·cm-3进行计算。
2.实验步骤及装置
实验装置
实验步骤
①测量反应物的温度
②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)
③重复步骤①、②两次
④数据处理:取三次测量所得温度进行计算,测得的数值取平均值
大量实验测得:在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量
3.注意事项
(1)隔热层及杯盖的作用是保温、隔热,减少热量损失。
(2)温度计测量完盐酸温度后,要用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
(3)为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量(0.50 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合)。
(4)实验时不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,理由是铜导热性好,比用玻璃搅拌器误差大。
【对点训练●夯基础】
1.某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热,实验采用50 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应,下列说法错误的是( )
简易量热计示意图
A.采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和
B.仪器a的作用是搅拌,减小测量误差
C.NaOH溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中
D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量温度
【答案】D
【解析】若分多次倒入则热量损失大,C正确;反应前测完盐酸温度的温度计应洗净、擦干后再插入NaOH溶液中测量温度,D错误。
2.(2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________ mol·L-1 。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL 进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g-1·℃-1和1.0 g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)===FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序
号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20 mol·L-1 CuSO4溶液
100 mL
1.20 g Fe粉
a
b
ⅱ
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b________c(填“>”“<”或“=”)。
②ΔH=________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
【答案】(1)①AD ②0.550 0 (2)418(T1-T0)
(3)①> ②-20.9 (b-a) kJ·mol-1或-41.8 (c-a) kJ·mol-1
【解析】(1)①滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台等,故选AD;②滴定时发生的反应为HCl+NaOH===NaCl+H2O,故c(HCl)=
=0.550 0 mol·L-1;(2)由Q=cρV总·ΔT可得Q=4.18 J·g-1·℃-1×1.0 g·mL-1 ×(50 mL+50 mL)×(T1-T0)=418(T1-T0);(3)100 mL 0.20 mol·L-1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol,1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol,实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应,实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应,实验ⅰ放出的热量多,则b>c;若按实验ⅰ进行计算,ΔH=-=-20.9(b-a) kJ·mol-1;若按实验ⅱ进行计算,ΔH=-=-41.8 (c-a) kJ·mol-1。
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大单元五化学反应原理
第一单元化学反应与能量
热点突破15 中和反应反应热的测定
复习导航
01
考向预测●明考向
对标核心素养,研判高考命题趋势
02
真题演练●悟高考
溯源真题逻辑,感知高考考向
03
核心梳理●明考点
搭建知识框架,构建系统思维
04
对点训练●夯基础
夯实基础知识,总结易错难点
【考向预测●明考向】
综合近三年高考考频分析,中和反应反应热的测定属于热化学模块低频但重要的实验类考点,较少单独出大题,多以选择题选项、实验填空小片段形式考查,命题围绕简易量热计装置、仪器作用、实验操作要点、数据处理、误差分析展开,重点考查环形玻璃搅拌棒、保温隔热措施、酸碱用量选择、温度差的正确读取,高频陷阱集中在混淆反应热与中和热概念、忽略弱酸弱碱电离吸热、直接用溶液总质量计算、散热带来的误差方向判断错误,预测2027年高考预计不会出现完整的大型实验大题,大概率延续碎片化考查形式,可能结合热化学计算、反应热测定的改进装置进行情境命题,侧重辨析实验操作对测定结果的影响,区分中和热与普通中和反应焓变,注重实验细节与定量思维,难度中等,备考要落实装置细节与误差分析逻辑,厘清强酸强碱、弱酸弱碱体系下测定数值差异的本质原因。
【真题演练●悟高考】
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.(2023·广东·高考真题)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为___________。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为___________(c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/
反应前
反应后
i
溶液
粉
a
b
ii
粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②___________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和___________(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用___________。
【核心梳理●明考点】
1.测定原理
通过简易量热计测得体系在反应前后的温度变化,再利用相关物质的比热容计算反应热。
ΔH=-
c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·cm-3进行计算。
2.实验步骤及装置
实验装置
实验步骤
①测量反应物的温度
②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)
③重复步骤①、②两次
④数据处理:取三次测量所得温度进行计算,测得的数值取平均值
大量实验测得:在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量
3.注意事项
(1)隔热层及杯盖的作用是保温、隔热,减少热量损失。
(2)温度计测量完盐酸温度后,要用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
(3)为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量(0.50 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合)。
(4)实验时不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器,理由是铜导热性好,比用玻璃搅拌器误差大。
【对点训练●夯基础】
1.某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热,实验采用50 mL 0.5 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应,下列说法错误的是( )
简易量热计示意图
A.采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和
B.仪器a的作用是搅拌,减小测量误差
C.NaOH溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中
D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量温度
2.(2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________ mol·L-1 。
(2)热量的测定:取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL 进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g-1·℃-1和1.0 g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)===FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序
号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
ⅰ
0.20 mol·L-1 CuSO4溶液
100 mL
1.20 g Fe粉
a
b
ⅱ
0.56 g Fe粉
a
c
①温度:b________c(填“>”“<”或“=”)。
②ΔH=________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
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