人教版高中化學(xué)選修4第一篇 中和熱測(cè)定 (實(shí)驗(yàn)課) 上學(xué)期

1、第 一 章,化學(xué)反應(yīng)與能量,實(shí)踐活動(dòng) 中和反應(yīng) 反應(yīng)熱的測(cè)定,實(shí)驗(yàn)名稱　　　　　中和反應(yīng) 反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理：Q=mcΔt?、貿(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m:反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。Q=（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1）②V酸=V堿=50 mL。c酸=0.50 mol/L c堿=0.55 mol/Lρ酸=ρ堿=1 g/cm3c

2、=4.18 J/（g·℃）Q=0.418（t2－t1）kJ③實(shí)驗(yàn)步驟誤差分析,●實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱,●學(xué)習(xí)重點(diǎn) 中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定原理和方法。,●實(shí)驗(yàn)用品 大燒杯（500 mL）、小燒杯（100 mL） 溫度計(jì)、量筒（50 mL）兩個(gè)、泡沫塑料 或紙條、泡沫塑料板或硬紙板（中心有兩個(gè)小孔）、環(huán)形玻璃攪拌棒。0.50 mol/L 鹽酸、0.55 mol/

3、L NaOH溶液,［問題］1.我們利用什么原理來測(cè)定酸、堿反應(yīng)的反應(yīng)熱(也稱中和熱)呢？ 2.中和熱與反應(yīng)熱是否相同？它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？,不同;它們都是指化學(xué)反應(yīng)放出的能量，但中和熱僅指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1 mol水時(shí)的反應(yīng)熱。任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所放出的熱量都叫反應(yīng)熱，但卻不一定是中和熱。,本節(jié)課，我們?nèi)∫欢康柠}酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生中和反應(yīng)，哪些數(shù)據(jù)可以幫助我們測(cè)出它們的反應(yīng)熱呢？請(qǐng)大家討論回答

4、。,Q =m c Δt ①Q(mào):中和反應(yīng)放出的熱量。m：反應(yīng)混合液的質(zhì)量。c：反應(yīng)混合液的比熱容。Δt：反應(yīng)前后溶液溫度的差值。,m的質(zhì)量為所用酸、堿的質(zhì)量和，測(cè)出參加反應(yīng)的酸、堿質(zhì)量相加即可；c 需要查閱，Δt可用溫度計(jì)測(cè)出反應(yīng)前后的溫度相減得到。,Q =（V酸ρ酸＋V堿ρ堿）·c·（t2－t1） ②,本實(shí)驗(yàn)中，我們所用一元酸、一元堿的體積均

5、為50 mL， 它 們的濃度分別為0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且為了計(jì)算簡便，我們近似地認(rèn)為，所用酸、堿溶液的密度均為1 g/cm3，且中和后所得溶液的比熱容為 4.18 J/（g·℃),已知 V酸=V堿=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c堿=0.55 mol/L。 ρ酸=ρ堿=1 g/cm3 c=4.18 J/（g&#

6、183;℃）請(qǐng)把以上數(shù)據(jù)代入式②,得出Q的表示式。其中熱量的單位用kJ。 得出結(jié)果。,Q = 0.418（t2－t1）kJ ③,思考：③式表示的是不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱？是中和熱嗎？為什么？,③式不是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，因?yàn)榉磻?yīng)熱是有正負(fù)的，中和反應(yīng)放熱，故其ΔH為“－”。中和熱是稀的酸、堿中和生成 1 mol水的反應(yīng)熱，而50 mL 0.50 mol/L的鹽酸與50 mL 0.55 mol/L 氫氧化鈉反應(yīng)后生成的水

7、只有0.025 mol，故③式表示的也不是中和熱。,［問題］該反應(yīng)的中和熱應(yīng)怎樣表示呢？,,實(shí)驗(yàn)步驟：,1.在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，如下圖所示。,,中和熱的測(cè)定,大、小燒杯放置時(shí)，為何要使兩杯口相平？填碎紙條的作用是什么？對(duì)此裝置，你有何更好的建議？,

8、答案：.兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴(yán)，從而減少熱量損失；填碎紙條的作用是為了達(dá)到保溫隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失的目的。若換用隔熱、密封性能更好的裝置（如保溫杯）會(huì)使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。,2.用一個(gè)量筒最取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。,溫度計(jì)上的酸為何要用水沖洗干凈？沖洗后的溶液能否倒入小燒杯？為什么？,因?yàn)樵摐囟扔?jì)還要用來測(cè)堿液的溫度，若不沖

9、洗，溫度計(jì)上的酸會(huì)和堿發(fā)生中和反應(yīng)而使熱量散失，故要沖洗干凈；沖洗后的溶液不能倒入小燒杯，若倒入，會(huì)使總?cè)芤旱馁|(zhì)量增加，而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差。,3.用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。,.酸、堿混合時(shí)，為何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯而不能緩緩倒入？,.　　因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是測(cè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，若動(dòng)作遲緩，將會(huì)使熱量損失而使誤差增大。,4.把溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌

10、棒放入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯（注意不要灑到外面）。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入下表。,實(shí)驗(yàn)中所用HCl和NaOH的物質(zhì)的量比為何不是1∶1而是NaOH過量？若用HCl過量行嗎？,為了保證0.50 mol/L的鹽酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使堿稍稍過量。若使鹽酸過量，亦可。,5.重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依

11、據(jù)。,,［議一議］你所測(cè)得的數(shù)據(jù)是否為57.3 kJ/mol，若不是，分析產(chǎn)生誤差的原因。,可能的原因有：1.量取溶液的體積有誤差（測(cè)量結(jié)果是按50 mL的酸、堿進(jìn)行計(jì)算，若實(shí)際量取時(shí)，多于50 mL或小于50 mL都會(huì)造成誤差）2.溫度計(jì)的讀數(shù)有誤。3.實(shí)驗(yàn)過程中有液體灑在外面。4.混合酸、堿溶液時(shí)，動(dòng)作緩慢，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差。5.隔熱操作不到位，致使實(shí)驗(yàn)過程中熱量損失而導(dǎo)致誤差。6.測(cè)了酸后的溫度計(jì)未用水清洗而便立即去測(cè)堿的

12、溫度，致使熱量損失而引起誤差。,討論下列問題,1.本實(shí)驗(yàn)中若把50 mL 0.50 mol/L的鹽酸改為50 mL 0.50 mol/L醋酸，所測(cè)結(jié)果是否會(huì)有所變化？為什么？2.若改用100 mL 0.50 mol/L的鹽酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所測(cè)中和熱的數(shù)值是否約為本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的二倍（假定各步操作沒有失誤）？,答案：1.會(huì)有所變化。因?yàn)榇姿釣槿蹼娊赓|(zhì)，其電離時(shí)要吸熱，故將使測(cè)得結(jié)果偏小。2.否。因中和

13、熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)放出的熱量，其數(shù)值與反應(yīng)物的量的多少無關(guān)，故所測(cè)結(jié)果應(yīng)基本和本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同（若所有操作都準(zhǔn)確無誤，且無熱量損失，則二者結(jié)果相同）。,［練習(xí)］50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L －1NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題：（1）從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是

14、 。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是 。（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值 （填“偏大”“偏小”“無影響”）。（4）實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量 （填“相等”“不相

15、等”），所求中和熱 （填“相等”“不相等”），簡述理由： 。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) ；用50 mL 0.50mol/L NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì) 。（均填“偏大”“偏小”“無影響”）,,環(huán)形玻璃攪拌棒,減少實(shí)驗(yàn)過