实验  中和热的测定

【教学目标】1、理解中和反应反应热测定的实验原理

2、掌握中和反应反应热测定的操作步骤、注意事项和数据处理

【教学重点】

1.中和热的测定原理和方法。

2.培养学生分析问题的能力。

【实验目的】

1.测定强酸、强碱反应的中和热，加深理解中和反应是放热反应。

2.培养学生设计实验的能力。

3.提高学生的思维能力和分析问题的能力。

4.培养学生严谨求实的科学作风。

【实验用品】

大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。

0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液

【教学过程】

［引言］上节课我们刚刚认识了中和热，本节课我们就来亲自测一下强酸强碱反应的中和热。

［板书］  实验二  中和热的测定

［设问］我们利用什么原理来测定酸、碱反应的中和热呢？

［板书］实验原理

［问］中和热与反应热是否相同？它们之间有什么区别和联系？

［学生讨论后回答］

本节课，我们取一定量的盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应，哪些数据可以帮助我们测出它们的反应热呢？请大家讨论回答。

［学生讨论后回答］

［教师板书］

Q=mcΔt                                  ①

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。

［问］我们如何得到上述数据呢？

［生］m的质量为所用酸、碱的质量和，测出参加反应的酸、碱质量相加即可；c需要查阅，Δt可用温度计测出反应前后的温度相减得到。

［问］酸、碱反应时，我们用的是它的稀溶液，它们的质量应怎样得到？

［生］量出它们的体积，再乘以它们的密度即可。

［师］如此说来，上述计算Q的式子可表示为

［板书］Q=（V_酸ρ_酸＋V_碱ρ_碱）·c·（t₂－t₁）        ②

［讲解］本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50 mL，它们的浓度分别为

0.50 mol/L和0.55 mol/L。由于是稀溶液，且为了计算简便，我们近似地认为，所用酸、碱溶液的密度均为1 g/cm³，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 J/（g·℃)

［板书］V_酸=V_碱=50 mL。

c_酸=0.50 mol/L  c_碱=0.55 mol/L。

ρ_酸=ρ_碱=1 g/cm³

c=4.18 J/（g·℃）

［师］请大家把以上数据代入式②,得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。

［学生得出结果后回答］

［教师板书］Q=0.418（t₂－t₁）kJ                    ③

思考：③式表示的是不是该反应的反应热？是中和热吗？为什么？

［学生讨论后回答］

［设问］该反应的中和热应怎样表示呢？

［请一位同学上黑板写出］

［学生板书］ΔH=-http://s16/bmiddle/003Os1DJzy74C9lmbUPef&690kJ/mol

［过渡］下面，我们便根据以上原理，利用实验台上已有的仪器和药品设计出测定酸、碱反应中和热的实验步骤。

［板书］实验步骤

［阅读教材实验步骤］

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，如下图所示。

http://s12/bmiddle/003Os1DJzy74C9r3CMH5b&690

中和热的测定

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。

http://s2/bmiddle/003Os1DJzy74C9nLKbTf1&690［思考］

1.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？

2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？

3.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？

4.实验中所用NaOH为什么过量？若用HCl过量行吗？

［学生讨论后回答，老师点评］

［请学生按以上操作步骤进行实验，教师巡视指导］

［学生实验完毕后，请学生根据实验数据计算各自所测得的中和热，并与其他同学交流实验结果］

［讨论］你所测得的数据是否为57.3 kJ/mol，若不是，分析产生误差的原因。

［板书］误差分析。

［学生分析后进行回答交流］

可能的原因有：

1.量取溶液的体积有误差。

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。

［总结］以上产生误差的原因，也是大家提高中和热测定的准确性而需注意的问题。

请大家根据已有知识，讨论下列问题：

［投影］1.本实验中若把50 mL 0.50 mol/L的盐酸改为50 mL 0.50 mol/L醋酸，所测结果是否会有所变化？为什么？

2.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）？

［学生讨论，并回答讨论结果］

［练习］试回答下列中和热测定的有关问题。

（1）实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50mol·L^－1盐酸、0.55mol·L^－1 NaOH溶液，尚缺少的实验用品是________________。

（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒__________，其原因是______________________________________________。

（3）实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度为1g/cm³，生成溶液的比热容C＝4.18J/(g·℃)，实验起始温度为t₁℃，终止温度为t₂℃。试推断中和热的计算式：△H＝___________________________________。

（4）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会              ；用50 mL 0.50 mol·L^－1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会                     。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）

［小结］本节课我们重点学习了中和热的测定原理及方法。

［布置作业］

完成本次实验的实验报告。

 

［板书设计］

实验  中和热的测定

实验原理：

Q=mcΔt ①

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。

Q=（V_酸ρ_酸＋V_碱ρ_碱）·c·（t₂－t₁） ②

V_酸=V_碱=50 mL。

c_酸=0.50 mol/L  c_碱=0.55 mol/L

ρ_酸=ρ_碱=1 g/cm³

c=4.18 J/（g·℃）

Q=0.418（t₂－t₁）kJ ③

ΔH=－http://s4/bmiddle/003Os1DJzy74C9oO0dJa3&690kJ/mol

实验步骤

误差分析

 

【教学说明】

本实验的实验操作并不复杂，难就难在学生对中和热测定原理的理解上，学生只有理解了，才能对中和热这个概念有较深的认识，同时在进行操作时能做到胸有成竹。为此，本节课的教学重点放在了引导学生理解测定中和热的原理、对实验过程及结论的分析及误差的分析上。并把一些在实际运用过程中易出现的错误让学生分析、思考和讨论。这样做一来可使学生对所学知识得以巩固并提高认识，二来可提高学生分析问题和解决问题的能力。