细说中和反应反应热的测定_化学实验-查字典化学网

中和反应反应热的测定是中学三大定量实验之一，此定量实验要求精度高，本文以“知其然”到知其“所以然”为出发点，细化相关环节，在简陋装置和操作上提高精度。

一、掌握实验原理

H+(aq)+OH—(aq)= H2O(l)

1 △H

n(H2O) Q=cm(终止温度—起始温度)

ΔH=-

细说：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，c=4.18 J/(g·℃)或c=4.18 KJ/(Kg·℃)。

二、确定测定数值

依据Q=(V酸ρ酸+V碱ρ碱)·c·(终止温度—起始温度)，实验需测量数据①已知浓度稀酸和稀碱的体积;②起始酸碱溶液温度和反应后混合溶液最高温度。

细说：由于是稀溶液，酸、碱溶液的密度近似处理为1 g/cm3;通过酸或碱的量可以计算出生成水的物质的量;

三、选择实验用品

药品：0.50 mol/L一元酸(盐酸)、0.55 mol/L一元碱(NaOH溶液)

细说：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。“不宜”使盐酸过量，原因是稀盐酸比较稳定，取50mL、0.50mol·L-1HCl，它的物质的量就是0.025mol，而NaOH溶液极易吸收空气中的CO2，如果恰好取50mL、0.50mol·L-1NaOH，就很难保证有0.025molNaOH参与反应去中和0.025mol的HCl。

测定中和热的酸碱的浓度大小范围以在0.10mol·L-1～1.0mol·L-1之间为宜，若强酸强碱溶液的浓度太大，使总过程放热，测得的热值偏高。若酸碱溶液的浓度太小，中和反应放出的热太少，温度变化不大，不易测出。

用量：体积均为50 mL

细说：Q与n(H2O)两者呈正比关系，△H与酸碱的用量无关。若为了确保NaOH稍稍过量， “量取51mL(或52mL)0.50mol·L-1NaOH溶液”，只是(V酸ρ酸+V碱ρ碱)再不是100g，而是101g或102g。

仪器：两个烧杯(一大500 mL一小100 mL)、两个量筒(50 mL)、两种材料(碎泡沫塑料，泡沫塑料板)、一个环形玻璃搅拌棒、一个温度计。

细说：由于制造精确度，用两个温度计测同一溶液时温度可能不同，采用一个温度计。

环形玻璃棒，上下移动搅拌的面积大、范围广，使溶液混合均匀，反应充分，同时防止把塑料泡沫板提起，不可把环形玻璃棒移出混合液的液面。若振荡混合液，一定会有部分混合液附着在烧杯壁，这样散失的热量会使中和热的测定值偏低。

不能用环形铜丝搅拌棒代替，因为铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大。

四、搭建实验装置

细说：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。

当室温低于10℃时进行，反应体系向环境散热比较快，热量损失大，结果偏低。

五、了解实验流程

1.量酸测温：用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，用温度计测量盐酸的温度并记录，把温度计上的酸用水冲洗干净。

2.量碱测温：用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，用温度计测量NaOH溶液的温度并记录。

3.混液测温：套有盖板的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。

4.重复实验：按步骤1～3再做三次实验。

细说：温度计上的酸需用水冲洗干净，是原因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;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。

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，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。

重复进行三次实验的目的，多次测量求平均值可以减少实验误差。

多次测量求平均值可以减少实验误差

六、熟悉数据处理

1.求温差：四组数据中温度差分别为3.3℃、4.1℃、3.2℃、3.1℃，第三组数据偏差过大剔除，求得温度差平均值3.2℃。

2.求反应混合液的质量：m =V酸ρ酸+V碱ρ碱 V酸=V碱=50 mL ρ酸=ρ碱=1 g/cm3

m =50 mL×1 g/cm3+50 mL×1 g/cm3=100 g=0.1 Kg

3.求水的物质的量：碱过量用酸计算，n(H2O)= 0.50 mol/L ×0.050L=0.025mol

4.代入求解：

细说：从实验原理出发，从装置、试剂、操作三个角度分析数据误差，如①保温隔热不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差;②50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，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;③量取溶液的体积有误差;温度计的读数有误;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;实验过程中有液体洒在外面;混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。

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