高中化学第一章化学反应与能量重难点八中和热的测定(含解析)新人教版选修4

重难点八中和热的测定一、实验原理在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热1．反应原理：H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)；ΔH=-57.3kJ/mol2．计算方法：(强酸和强碱反应) Q=mCΔt（1）其中 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3．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．（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．（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．（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，记入上表．（5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据．（6）根据实验数据计算中和热4．注意事项（1）大小烧杯杯口相平，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）温度计上的酸要用水冲洗干净，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．（3）酸、碱混合时，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）实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1：1而是NaOH过量，是为了保证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，也是可以的．5．误差分析：实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/mol，则产生误差可能的原因是：（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50mL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．【重难点指数】★★★★【重难点考向一】中和滴定操作仪器【例1】在测定中和热时，应使用的仪器正确的组合是( )①天平②量筒③烧杯④蒸发皿⑤温度计⑥试管⑦酒精灯⑧环形玻璃搅拌棒A．①②④⑤ B．②③⑤⑧ C．②③④⑦ D．全部【答案】B【解析】中和热测定的实验装置如图，需要温度计测定溶液温度、烧杯盛放溶液，环形玻璃搅拌棒搅拌使溶液混合均匀，还需要量筒量取一定量的酸、碱溶液，所以应使用的仪器正确的组合是②量筒③烧杯⑤温度计⑧环形玻璃搅拌棒，故选B。

【重难点点睛】考查中和热的测定，明确实验需要的仪器及仪器的作用即可解答，根据中和热测定的实验原理知，在做中和热实验测定中和热时，应需要量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒，以此来解答。

【重难点考向二】中和滴定原理与操作【例2】下列有关叙述正确的是( )A．如图所示，测定中和热时，大小两烧杯间填满碎纸条或泡沫塑料的目的是固定小烧杯B．若用50 mL 0.55 mol•L-1的氢氧化钠溶液，分别与50 mL 0.50 mol•L-1的盐酸和50 mL 0.50 mol•L-1的硫酸充分反应，两反应测定的中和热不相等C．中和热测定实验也可以用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应D．为了简化装置，中和热测定实验中的环形玻璃搅拌棒可以由温度计代替【答案】C【解析】A．中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失，故A错误；B．中和热是稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1mol 水时放出的热量，与酸碱的用量无关，所以两反应测定的中和热相等，故B错误；C．用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应测定反应热，符合中和热的概念，故C正确；D．温度计不能用于搅拌溶液，所以实验中环形玻璃搅拌棒不能由温度计代替，故D错误；故选C。

【名师点睛】考查有关中和热的测定，掌握中和热的测定原理、过程是解题的关键，中和热测定实验成败的关键是保温工作，烧杯间填满碎纸条的作用是保温；中和热是稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1mol水时放出的热量，与酸碱的用量无关；应用环形玻璃棒搅拌溶液，而不能用温度计代替。

【重难点考向三】中和热的计算【例3】实验室用50mL 0.50mol•L-1盐酸、50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液和如图所示装置，进行测定中和热的实验，得到表中的数据：完成下列问题：（1）实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_________________________；（2）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是_________________________；（3）根据上表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热ΔH=_________________________；盐酸和NaOH溶液的密度按1g•cm-3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J•(g•℃)-1计算]．如用0.5mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将_________；(填“偏大”、“偏小”、“不变”)．其理由是_________________________；（4）若某同学利用上述装置做实验，有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是_________________________；A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓C．做本实验的当天室温较高D．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水E．在量取盐酸时仰视计数F．大烧杯的盖板中间小孔太大．【答案】（1）Cu传热快，热量损失大（2）提高装置的保温效果（3）-56.8kJ/mol 偏大氢氧化钠固体溶于水放热（4）ABDF【解析】（1）不能将环形玻璃搅拌棒改为铜丝搅拌棒，因为铜丝搅拌棒是热的良导体；（2）中和热测定实验主要目的是测量反应放出的热量多少，所以提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果；（3）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.25℃，反应前后温度差为：3.45℃；第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.40℃，反应前后温度差为：3.40℃；第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为21.55℃，反应前后温度差为：3.35℃；三组数据均有效，其平均值为3.40℃；50mL 0.50mol•L-1盐酸、50mL 0.55mol•L-1NaOH溶液的质量和m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/(g•℃)，代入公式Q=cmΔT得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g•℃)×100g×3.40℃；=1421.2J=1.4212KJ，即生成0.025mol的水放出热量1.4212KJ，所以生成1mol的水放出热量为=56.8kJ，即该实验测得的中和热ΔH=-56.8kJ/mol；氢氧化钠固体溶于水放热，所以实验中测得的中和热数值将偏大；（4）A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，在测碱的温度时，会发生酸和碱的中和，温度偏高，则温度差减小，实验测得中和热的数值偏小，故A正确；B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓，会导致一部分能量的散失，实验测得中和热的数值偏小，故B正确；C．做本实验的室温和反应热的数据之间无关，故C错误；D．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水，由于氨水是弱碱，电离是吸热过程，实验测得中和热的数值偏小，故D正确；E．在量取盐酸时仰视计数，会使得实际量取体积高于所要量的体积，算过量，可以保证碱全反应，会使得中和和热的测定数据偏高，故E错误；F．大烧杯的盖板中间小孔太大，会导致一部分能量散失，所以测的数值降低，故F正确。

【名师点睛】考查热中和热概念、测定原理及反应热的计算，中和热测定实验成败的关键是保温工作，计算中和热时先求出三次反应的温度差，根据公式Q=cmΔT来求出生成0.05mol 的水放出热量，最后根据中和热的概念求出反应热。

【重难点考向四】中和热测定误差分析【例4】某同学用50mL 0.50mol•L-1的盐酸与50mL0.55mol•L-1的氢氧化钠溶液进行中和反应并计算中和热．造成测得的结果偏高的原因可能是( )A．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓B．做本实验的当天室温较高C．将50mL 0.55mol•L-1的氢氧化钠溶液取成了50m L 0.55mol•L-1的氨水D．在量取盐酸时仰视读数【答案】D【名师点睛】考查有关中和热测定实验，考查学生分析和解决问题的能力。

实验中所用HCl和NaOH的物质的量比不是1：1，而是NaOH过量，是为了保证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，也是可以的，实验所测得的数据若不是为57.3 kJ/mol，则产生误差可能的原因是：（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50mL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等。

1．某实验小组学生按照课本实验要求，用50mL0.5mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中放出的热量计算中和热．下列说法正确的是( )A．实验过程中没有热量损失B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C．烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是固定小烧杯D．酸或碱的物质的量越大，所测中和热的数值越大2．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示．某兴趣小组的实验数值结果大于57.3kJ•mol-1(中和热)，原因可能是( )A．实验装置中小烧杯杯中低于大烧杯杯口B．用浓硫酸代替了稀硫酸C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定H2SO4溶液的温度【答案】B【解析】A．实验装置中小烧杯杯中低于大烧杯杯口，导致热量散失，则测定的中和热数据偏低，故A错误；B．用浓硫酸代替了稀硫酸，浓硫酸溶于水放出热量，导致测定的中和热偏高，故B正确；C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，导致热量散失较多，测定的中和热偏低，故C错误；D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，硫酸的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故D错误；故选B。