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反应热的测量与计算
[核心素养发展目标] 1.科学探究：理解反应热(中和热)测定的原理和方法，会分析产生误差的原因，不断完善和改进测定方法。2.证据推理与模型认知：构建盖斯定律模型，理解盖斯定律的本质，形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型。3.科学态度与社会责任：了解盖斯定律对反应热测定的重要意义，增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感。
一、中和反应反应热的测量 1．中和热及其数值
(1)概念：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)时释放的热量称为中和热。 (2)表示方法：H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol。
例1 (2018·山西孝义实验中学月考)已知稀盐酸和氢氧化钠稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol，则下列物质间发生反应时放出的热量与57.3kJ最接近的是( ) A．含1mol氢氧化钙的稀溶液与足量稀硫酸反应 B．含1mol硫酸的稀溶液与足量稀氢氧化钠溶液反应 C．含1mol醋酸的稀溶液与足量稀氢氧化钾溶液反应 D．含1mol氢氧化钡的稀溶液与含1mol氯化氢的稀盐酸反应 答案 D
解析 中和热是稀的强酸溶液和强碱溶液反应生成1 mol 液态水时的反应热。 特别提示
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，因浓酸溶液和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：1molH2O(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57.3kJ·mol或ΔH＝－57.3kJ·mol。 2．中和热的测量 (1)实验装置
将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。
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＋
－
－1
－1
＋
－
实验过程中，还需要的其他仪器有50mL量筒(2个)。 (2)实验测量数据
①初始温度(t1)：测量混合前50mL0.50mol·L盐酸、50mL0.50mol·L氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值为t1。
②终止温度(t2)：将酸碱溶液迅速混合，用环形玻璃搅拌棒不断搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2。
③重复实验操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 (3)实验数据处理
盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1g·cm，反应后溶液的比热容c＝4.18J·g·℃。该实验中盐酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，中和0.418?t2－t1?－1－1
热为16.72(t2－t1) kJ·mol[或ΔH＝－kJ·mol]。
0.025
中和热测定实验中应注意的事项
(1)用环形玻璃搅拌棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌。 (2)实验时动作要迅速。
(3)温度计不能代替环形玻璃搅拌棒，只能用于测量溶液的温度。
例2 在量热计中(如图所示)将100mL0.50mol·L的醋酸溶液与100mL0.55mol·L的氢氧化钠溶液混合，温度从298.0K升高到300.7K，已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1K所需要的热量)是150.5J·K，溶液密度均为1g·mL，充分混合后溶液的比热容c＝4.184J·g·K。
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－3
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(1)试求醋酸与氢氧化钠发生中和反应的反应热ΔH＝。
(2)醋酸的中和反应反应热的文献值为－56.1kJ·mol，请指出(1)中测得的实验值出现偏差
－1
的可能原因。
(3)实验中氢氧化钠过量的目的是。
(4)你认为醋酸与盐酸的中和反应反应热数值相比较大，原因是。 答案 (1)－53.3kJ·mol
(2)①量热计的保温瓶绝热效果不好，②酸碱溶液混合不迅速，③温度计不够精确等 (3)保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度
(4)HCl的中和反应反应热数值 CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故发生反应时放热较少
解析 (1)根据题中所给信息可推算出酸和碱的物质的量，酸为0.050 mol，碱为0.055 mol，可知碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050 mol水时放出的热量，进而算出生成1 mol水时放出的热量，即可得出CH3COOH与NaOH发生中和反应的反应热ΔH＝ [150.5 J·K＋4.184 J·g·K×?100 g＋100 g?]×?300.7 K－298.0 K?－
0.050 mol≈－5.33×10 J·mol＝－53.3 kJ·mol。
(2)本实验方法测得的CH3COOH的中和反应反应热小于文献值，原因可能有以下几个方面：①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。 (3)过量的碱能保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。
(4)CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故反应时放热较少。 相关链接
(1)为使测得的中和热更准确，酸、碱溶液应当使用强酸、强碱的稀溶液。
①测定中和热时不能用弱酸溶液或弱碱溶液，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离，且电离时要吸收部分热量，使所测得中和热的数值偏小。
②测定中和热时也不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水时一般会放热，使所测得中和热的数值偏大。
(2)导致测定存在误差的原因 ①量取溶液的体积不准确。
②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。 ③实验过程中有液体溅出。
④混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致测定的ΔH偏大。
⑤隔热层隔热效果不好，实验过程中有热量损失，导致测定的ΔH偏大。 ⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。 ⑦溶液浓度不准确。 ⑧没有进行重复实验。
(3)50mL0.50mol·L盐酸与50mL0.55mol·L氢氧化钠溶液反应的误差分析如表所示。
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4
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