化学自习室移动版

一、中和热概念及其数值

1、概念：

在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H₂O(l)时释放的热量称为中和热

2、表示方法：

3、实质：

中和反应的实质是H^＋和OH^－结合生成水，因而理解中和热时要注意以下几点：

（1）条件：稀溶液，因浓酸溶液或浓碱溶液稀释时会放出热量

（2）反应物：酸与碱  (在中学化学中，只讨论强酸和强碱反应的中和热)

（3）生成物及其物质的量：必须是形成1mol的H₂O(l)

（4）表述：用文字叙述中和热时，不带“－”；用ΔH表示时，带上“－”，如：强酸与强碱反应的中和热为57.3 kJ·mol^－1或ΔH＝－57.3 kJ·mol^－1

（5）强酸、强碱发生中和反应时，中和热为一定值，与酸、碱的用量无关，与其中一种过量也无关，但酸和碱放出的热量与其用量有关

（6）浓的强酸和强碱在发生中和反应的同时还要发生溶解，溶解要放出热量，故放出热量大于57.3kJ

（7）弱酸和弱碱在发生中和反应的同时还要发生电离，电离要吸收热量，故放出热量小于57.3kJ

（8）中和反应的实质是H^＋和OH^－化合反应生成H2O。若反应过程中有其它物质生成(生成不溶物质或难电离的物质等)，这部分热量不包含在中和热内。

二、中和反应反应热的测定

1、实验装置

2、实验测量数据

(1)反应物温度的测量

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L^－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用

②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L^－1 NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据填入下表)

(2)反应后体系温度测量

打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度不变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t₂) 

(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次

3、数据处理

(1)取盐酸和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t₁)。计算温度差t₂－t₁)

(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据

(3)根据温度差和比热容等计算反应热

4、中和热的计算

(1)计算依据：

Q＝cmΔt  ，式中：

Q为中和反应放出的热量，c为反应混合液的比热容

m为反应混合液的质量，Δt为反应前后溶液温度的差值

(2)计算技巧：

为了计算简便，可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容

①50 mL 0.50 mol·L^－1盐酸的质量m1＝50 g，50 mL 0.55 mol·L^－1 NaOH溶液的质量m₂＝50 g

②反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J·(g·℃)^－1，50 mL 0.50 mol·L^－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L^－1 NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为

Q＝c·m·Δt＝c·(m₁+m₂)·(t₂－t₁)＝0.418(t₂－t₁) kJ

③生成1molH₂O时放出的热量为

则中和热

(3)中和热ΔH计算：

5、中和热测定实验中应注意的事项

(1)测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后，再测量NaOH溶液的温度，避免酸、碱在温度计的表面反应放热而影响测量结果

(2)实验中要用强酸、强碱的稀溶液(0.1～0.5 mol·L^－1)

(3)测定中和热不能用弱酸或弱碱，因弱酸、弱碱电离时吸收热量而使测量数值偏低

(4)中和热的数值是57.3 kJ·mol^－1，测定时与强酸、强碱的用量无关

(5)加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响

(6)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去

6、实验讨论

(1)装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？

不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失

(2)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？

碱过量的目的是保证盐酸完全反应，若使盐酸过量，也可。

(3)能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？

不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH偏小，即ΔH <－57.3 kJ·mol^－1

(4)能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？

不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH 偏大，即ΔH >－57.3 kJ·mol^－1

(5)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

(6)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

(7)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)？

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

(8)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？

环形玻璃搅拌棒应上下移动；铜传热快，热量损失大，因此不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒

7、误差分析