1.1.3 化学反应与能量的变化(3).doc
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1、高中化学人教版同步导学案第一节 化学反应与能量的变化(学案) 第 三课 时【学习目标】: 认识中和热的概念,掌握中和热的测定原理及方法。【重、难点】: 中和热的测定实验【学习过程】三、中和热1定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成 mol H2O,这时的反应热叫中和热。2强酸与强碱的中和反应其实质是H+ 和OH- 反应,其热化学方程式为:H+(aq) +OH-(aq) = H2O(l) H = 57.3kJ/mol3. 注意:. 中和热是以生成1molH2O为基准,因为表示中和热的热化学方程式中,水的化学计量数为1,其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数必须以生成1mol水为标准;强酸与强碱中
2、和时生成1mol H2O均放热57.3kJ,弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。浓的强酸与强碱中和时,稀释过程放热,所以它们参加中和反应时的中和热大于57.3kJ/mol。弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。. 中和反应对象为稀溶液。这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H )1mol/L,碱溶液中的c(OH )1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。四、中和热的测定实验1实验用品大烧杯 个(500mL)、小烧杯 个(100mL)、温度计、量筒 个(50mL)、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或
3、硬纸板(中心有 个小孔)、 搅拌棒。0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。2实验原理实验原理: 用50 mL(大约50g) 0. 50 mol/L的盐酸与50mL (大约50g) 0. 55 mol/L 氢氧化钠 设t1: 反应前两溶液的平均温度。 t2: 反应后溶液温度 c = 4 .18 J/(g)试求Q 的表达式和中和热表达式 :Q = mc (t2t1) = 0.418(t2t1)kJ 0.418(t2t1)H = kJ/mol 0.025H+(aq)十OH-(aq) H2O(1);H 57.3kJ/mol3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
4、杯杯口与大烧杯杯口 。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,该实验也可在保温杯中进行。(2)用一个量筒量取50mL 0.50mol/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
5、拌捧轻轻搅动溶液,并准确读出混合溶液的最高温度,作为终止温度,记入下表。(5)重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。实验次数起始温度t1/ 终止温度t2/ 温度差(t2-t1)/ HClNaOH平均值 123(6)根据买验数据计算中和热。4数据处理为了使计算简便一些,我们近似地认为:(1) 0. 50mol/L盐酸和0. 55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3,所以50mL、0.50mol/L盐酸的质量m150g,50mL 、0.55mol/LNaOH溶液的质量m250g。(2) 中和后生成的溶液的比热容c 4 . 18J/(g),由此可以计算出,50mL 、0.50mo
6、l/L盐酸与50mL 、0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为:(m1十m2)c(t2-t1) 0.4 18 (t2-t1) kJ。又因50mL、0. 50mol/L盐酸中含有0. 025mol的HCl,0.025mol的HCl与0.025molNaOH发生中和反应,生成0.025molH2O,放出的热量是 0. 4 18(t2-t1)k J,所以生成1molH2O时放出的热量即中和热为: 0.418(t2t1)H = kJ/mol 57. 3 k J/mol 0.0255注意事项(1) 为了保证0. 50mol/L的盐酸完全被NaOH中和,采用0. 55mol/LNaOH溶
7、液,使碱稍稍过量。(2) 实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中还有弱酸(碱)电离吸热,会使测得中和热的数值偏低。【思考一】 : 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?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。【思考二】 : 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? 答案: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
8、,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。【思考三】 :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?答案: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。【思考四】 :实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11,而是NaOH过量?若用HCl过量行吗?答案: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。例1.已知H(aq)+OH(aq) = H2O(1) H = 57. 3kJmol,计算下列中和
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