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中和热的测定
实验二 中和热的测定
●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。
●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。
●教学方法
启发、引导、讨论、实践等。
●教学用具
投影仪
●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
●实验目的
测定强酸、强碱反应的中和热。
[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?
[学生回答]不同!它们都是指化学反应放出的能量,但中和热仅指在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 mol水时的反应热。任何一个化学反应发生所放出的热量都叫反应热,但却不一定是中和热。
[师]回答得很好!
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?
答案:③式不是该反应的反应热,因为反应热是有正负的,中和反应放热,故其ΔH为“-”。中和热是稀的酸、碱中和生成 1 mol水的反应热,而50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L 氢氧化钠反应后生成的水只有0.025 mol,故③式表示的也不是中和热。
[设问]该反应的中和热应怎样表示呢?
请大家表示出来。
[请一位同学上黑板写出]
[学生板书]ΔH=kJ/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
[师]请大家四人一组,设计出一个完整的实验步骤来。
[学生设计,教师巡视,并找出具有代表性的设计投影展示]
[投影]
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。
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。
说明:学生进行设计时,容易忽略划线部分的细节,对此,教师要予以讲明或投影出以下思考题让学生回答。
[投影思考题]
1.大、小烧杯放置时,为何要使两
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