高中化学课件：1反应热的测量 13页

2021-3-24 1 反应热的测量 2021-3-24 2 ●实验目的 测定强酸、强碱反应的中和热 ●学习重点 中和热的测定原理和方法。 ●实验用品 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）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。 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液 2021-3-24 3 ［问题］1.我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？ 2.中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？ 不同;它们都是指化学反应放出的能量，但中和 热仅指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出 的热量都叫反应热，但却不一定是中和热。 本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶 液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测 出它们的反应热呢？请大家讨论回答。 2021-3-24 4 Q =m c Δt ① Q:中和反应放出的热量。 m：反应混合液的质量。 c：反应混合液的比热容。 Δt：反应前后溶液温度的差值。 我们如何得到上述数据呢？ m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应 的酸、碱质量相加即可；c 需要查阅，Δt可用温 度计测出反应前后的温度相减得到。 ［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的 质量应怎样得到？ 量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。 2021-3-24 5 Q =（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·c·（t2－t1） ② 本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL， 它 们的浓度分别为0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液， 且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度 均为1 g/cm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g·℃) 已知 V酸=V碱=50 mL。 c酸=0.50 mol/L c碱=0.55 mol/L。 ρ酸=ρ碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g·℃） 请把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单 位用kJ。 得出结果。 　　Q = 0.418（t2－t1）kJ ③ 思考：③式表示的是不是该反应的反应热？ 是中和热吗？为什么？ 2021-3-24 6 ③式不是该反应的反应热，因为反应热是有正负的， 中和反应放热，故其ΔH为“－”。中和热是稀的酸、 碱中和生成 1 mol水的反应热，而50 mL 0.50 mol/L 的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水 只有0.025 mol，故③式表示的也不是中和热。 ［问题］该反应的中和热应怎样表示呢？ ΔH= － 　0.418 （t2－t1） 0.025 kJ/mol 2021-3-24 7 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、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（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，如下图所示。 　中和热的测定 大、小烧杯放置时，为 何要使两杯口相平？填 碎纸条的作用是什么？ 对此装置，你有何更好 的建议？ 2021-3-24 8 答案：.两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从 而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温 隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔 热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结 果更准确。 2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/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。 　　温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶 液能否倒入小烧杯？为什么？ 因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗， 温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失， 故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若 倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误 差。 2021-3-24 9 3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液， 并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。 .酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒 入小烧杯而不能缓缓倒入？ .　　因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟 缓，将会使热量损失而使误差增大。 4.把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溶液一次倒入小烧杯（注意不要 洒到外面）。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。 　实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不 是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？ 2021-3-24 10 　　为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和， 采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使 盐酸过量，亦可。 5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为 计算依据。 2021-3-24 11 ［议一议］你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若 不是，分析产生误差的原因。 可能的原因有： 1.量取溶液的体积有误差（测量结果是按50 mL的酸、碱进 行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成 误差） 2.温度计的读数有误。 3.实验过程中有液体洒在外面。 4.混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。 5.隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。 6.测了酸后的温度计未用水清洗而便立即去测碱的温度，致 使热量损失而引起误差。 2021-3-24 12 讨论下列问题 1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什 么？ 2.否。因中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，其数值与反应物的量的 多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相 同（若所有操作都准确无误，且无热量损失，则 二者结果相同）。 1.会有所变化。因为醋酸为弱电解质，其电 离时要吸热，故将使测得结果偏小。 2.若改用100 mL 0.50 mol/L的盐酸和100 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为 本实验结果的二倍（假定各步操作没有失误）？ 2021-3-24 13 ［练习］50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L － 1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过 程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题： （1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品 是 。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。 （3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。 （4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相 等”“不相等”），简述理由： 。 （5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验， 测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50mol/L NaOH 溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。 （均填“偏大”“偏小”“无影响”） 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关 ）偏小 ）偏小