2023-2024学年高二化学教材实验大盘点实验01中和反应反应热的测定 (原卷版+解析版)

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名称 2023-2024学年高二化学教材实验大盘点实验01中和反应反应热的测定 (原卷版+解析版)
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资源类型 教案
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科目 化学
更新时间 2023-09-20 13:02:07

文档简介

【同步实验课】 中和反应反应热的测定
【实验目的】 测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
【实验原理】 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) 或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H<0(放热反应)
使一定量的酸、碱在稀溶液里完全反应,测量反应前后溶液的温度。
根据△H=-Q=-m×C×△t来计算酸碱反应的焓变。 通过酸碱中和反应中溶液温度的变化计算反应热,进而测定中和热。
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 △t:反应前后溶液温度的差值 n(H2O):水的物质的量
【实验仪器】
【实验试剂】
【实验步骤】 1.用一个量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,并用温度计测量盐酸的温度,并进行记录。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
2.用另一个量筒量取50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液,并用温度计测量氢氧化钠溶液的温度,并进行记录。
3.将量筒中的盐酸和氢氧化钠溶液一次性倒入中和热测定器中,盖好盖板,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,并进行记录。
4.重复以上步骤3次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
5.实验数据处理:
6.数据分析
【实验结论】 实验测得中和热为:△H=-50.16KJ/mol;小于理论值中和热△H=-57.3KJ/mol。
一、注意事项:
1.盐酸和氢氧化钠溶液浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度,以确保盐酸完全被中和。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大(不大于1 mol/L),以防浓酸、浓碱溶液稀释时放热。
2.实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能测量其温度。
3.要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干(将温度计上的盐酸冲洗到小烧杯中)。
4.温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
5.将NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,不能撒到外面。
6.实验操作时动作要快,隔热和保温效果要好,以减少热量损失。
7.用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌(或上下搅拌)溶液使其充分反应。
8.测量温度一般要三次,取数据的平均值作为实验计算的依据。
9.反应物的量改变后,反应放出的热量也改变,但所求的中和热不变。
二、误差分析:
中和热测定结果往往偏低,其原因可能为:
1.中和热测定器盖子封口不严实,盖板孔偏大,仪器的保温性能差,这是使测定结果偏低的主要原因。
2.倒入氢氧化钠溶液动作慢,搅拌不均匀,未能及时观察温度上升情况,造成热量损失。
3.计算中假定溶液比热容为4.18J/(g·℃),密度为1g/cm3,实际上是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,所以使结果偏低。此外,计算中忽略了仪器所吸收的热量,也使结果偏低。
4.实验中若以环形金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒会使测定值比理论值偏低,这是因为金属比玻璃易导热。
三、问题与讨论:
1.在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
2.根据上述测定中和反应反应热的实验,思考回答下列问题:
(1)实验为何使用0.55 mol·L-1NaOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应,而不是选用0.50 mol·L-1NaOH溶液?
(2)若用0.55 mol·L-1 KOH溶液代替0.55 mol·L-1 NaOH 溶液,对结果会产生影响吗?为什么?
(3)①用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?
②用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?
(4)完整地做一次这样的实验,需测定多次温度,某同学为了省去清洗温度计的麻烦,建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度,你是否同意该同学的观点,为什么?
3.为什么中和热测定中要用稍过量的碱?能不能用过量的酸
【典例01】中和热测定实验中,用盐酸和溶液进行实验,下列说法正确的是
A.测定中和热实验只需要以下玻璃仪器:温度计、烧杯、量筒
B.为了使反应物混合均匀,减小误差,应使用温度计轻轻搅拌溶液
C.改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热数值和原来不相同
D.测量酸溶液的温度后,未冲洗温度计就测碱溶液的温度,会使求得的中和热偏大
【典例02】某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ mol-1,造成这一结果的原因不可能的是
A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
1.(2022秋·广东茂名·高二信宜市第二中学校考期中)化学以实验为基础。下列装置或操作不正确的是

A.碱式滴定管排气泡 B.测定中和热 C.除去SO2中少量的HCl D.灼烧碎海带
A.A B.B C.C D.D
2.(2023春·浙江·高二校联考阶段练习)探究钠及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 将金属钠置于坩埚中燃烧,取燃烧后的少量固体粉末于试管中,加入蒸馏水 有气体生成 该固体粉末一定为
B 将溶液加热到40℃,用传感器监测溶液变化 溶液的逐渐减小 随温度升高,逐渐增大,溶液中增大,减小
C 向溶液中加入等体积等浓度的溶液 有白色沉淀生成 结合的能力强于
D 测定中和热时,将稀溶液缓慢倒入到盛有稀的内筒,搅拌使其充分混合,再盖上杯盖 温度差为 中和反应放热,将代入公式算得中和热()
A.A B.B C.C D.D
3.(2022秋·河南郑州)下列操作或结论正确的是
A.测定中和热时,每次实验均应测量两次温度:起始温度和反应后最高温度
B.实验室制氢气使用粗锌比使用纯锌反应速率快
C.凹液面均与“0”刻度线相切,25mL滴定管液体体积为50mL滴定管的一半
D.为使实验现象明显,中和滴定时加入5mL酚酞或甲基橙
4.(2023秋·广西玉林·高二统考期末)下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,测得的偏小
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量
5.(2022秋·福建泉州·高二泉州五中校考期中)为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积
③水的比热容 ④反应后溶液的质量(单位:g)
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A.③④⑤⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑥ D.全部
6.(2022秋·陕西渭南·高二统考期末)某实验小组用50mL盐酸与50mLNaOH溶液在如图所示装置中进行中和热测定实验。下列说法不正确的是
A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量散失
B.大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值偏小
C.向盛装盐酸的烧杯中加NaOH溶液时要小心缓慢以免洒出
D.改变盐酸和NaOH溶液的用量,所求中和热数值不变
7.(2022秋·黑龙江大庆·高二肇州县第二中学校考阶段练习)下列有关中和热的说法正确的是
①表示中和热的热化学方程式为
②准确测量中和热的一次实验过程中,至少测定2次温度
③测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热偏大
④的稀溶液和含的稀溶液反应的反应热
⑤中和热测定:用盐酸和溶液进行实验,用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的中和热数值偏小
⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应分多次倒入量热计中
⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠的温度会导致测得中和热的数值偏小
A.①③④⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑤⑦ D.②③④⑥
8.(2022秋·四川成都·高二校考期中)强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol
H2SO4(浓)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-Q3 kJ/mol
上述反应均为溶液中的反应,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为
A.Q1=Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1
9.(2022秋·福建宁德·高二福建省福安市第一中学校考阶段练习)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(1)实验桌上备有量热计、胶头滴管、玻璃搅拌器、盐酸、氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器 (填“能”或“否”),其原因是 。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 生成放出的热量
a 溶液 溶液 20℃ 23.3℃ _______kJ
b 溶液 溶液 20℃ 23.5℃
已知:,反应后溶液的比热容c为,各物质的密度均为。
①计算完成上表(保留1位小数) 。
②根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式: 。
(4)若用氢氧化钾代替氢氧化钠,对测定结果 (填“有”或“无”,下同)影响;若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果 影响。
(5)若上述实验所测中和热数值偏小,产生偏差的原因可能是
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
1.(2022·辽宁·统考高考真题)下列实验能达到目的的是
实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应的反应热 酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
B 探究浓度对化学反应速率的影响 量取同体积不同浓度的溶液,分别加入等体积等浓度的溶液,对比现象
C 判断反应后是否沉淀完全 将溶液与溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴溶液
D 检验淀粉是否发生了水解 向淀粉水解液中加入碘水
A.A B.B C.C D.D
2.(2021·河北·统考高考真题)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.图甲测定醋酸浓度 B.图乙测定中和热
C.图丙稀释浓硫酸 D.图丁萃取分离碘水中的碘
3.(2023·广东·统考高考真题)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为 。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为 (c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/
反应前 反应后
i 溶液 粉 a b
ii 粉 a c
①温度:b c(填“>”“<”或“=”)。
② (选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是 。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为 。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用 。【同步实验课】 中和反应反应热的测定
【实验目的】 测定强酸与强碱反应的反应热,体验化学反应的热效应。
【实验原理】 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) 或H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H<0(放热反应)
使一定量的酸、碱在稀溶液里完全反应,测量反应前后溶液的温度。
根据△H=-Q=-m×C×△t来计算酸碱反应的焓变。 通过酸碱中和反应中溶液温度的变化计算反应热,进而测定中和热。
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 △t:反应前后溶液温度的差值 n(H2O):水的物质的量
【实验仪器】
【实验试剂】
【实验步骤】 1.用一个量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸,并用温度计测量盐酸的温度,并进行记录。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
2.用另一个量筒量取50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液,并用温度计测量氢氧化钠溶液的温度,并进行记录。
3.将量筒中的盐酸和氢氧化钠溶液一次性倒入中和热测定器中,盖好盖板,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,并进行记录。
4.重复以上步骤3次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
5.实验数据处理:
6.数据分析
【实验结论】 实验测得中和热为:△H=-50.16KJ/mol;小于理论值中和热△H=-57.3KJ/mol。
一、注意事项:
1.盐酸和氢氧化钠溶液浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度,以确保盐酸完全被中和。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大(不大于1 mol/L),以防浓酸、浓碱溶液稀释时放热。
2.实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能测量其温度。
3.要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干(将温度计上的盐酸冲洗到小烧杯中)。
4.温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
5.将NaOH溶液一次性快速倒入小烧杯中,不能撒到外面。
6.实验操作时动作要快,隔热和保温效果要好,以减少热量损失。
7.用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌(或上下搅拌)溶液使其充分反应。
8.测量温度一般要三次,取数据的平均值作为实验计算的依据。
9.反应物的量改变后,反应放出的热量也改变,但所求的中和热不变。
二、误差分析:
中和热测定结果往往偏低,其原因可能为:
1.中和热测定器盖子封口不严实,盖板孔偏大,仪器的保温性能差,这是使测定结果偏低的主要原因。
2.倒入氢氧化钠溶液动作慢,搅拌不均匀,未能及时观察温度上升情况,造成热量损失。
3.计算中假定溶液比热容为4.18J/(g·℃),密度为1g/cm3,实际上是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,所以使结果偏低。此外,计算中忽略了仪器所吸收的热量,也使结果偏低。
4.实验中若以环形金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒会使测定值比理论值偏低,这是因为金属比玻璃易导热。
三、问题与讨论:
1.在上述过程中,提高测定反应热准确度的措施有哪些?
①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差,且测量完一种溶液后 ,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间后再记下读数。
②反应物应一次性迅速加入,且避免有液体溅出。
③实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
④重复实验3次,取3次实验数据的平均值。
2.根据上述测定中和反应反应热的实验,思考回答下列问题:
(1)实验为何使用0.55 mol·L-1NaOH溶液与0.50 mol·L-1盐酸反应,而不是选用0.50 mol·L-1NaOH溶液?
【答案】碱过量的目的是保证盐酸完全反应。
(2)若用0.55 mol·L-1 KOH溶液代替0.55 mol·L-1 NaOH 溶液,对结果会产生影响吗?为什么?
【答案】无影响。因为强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是相同的,与用KOH溶液还是NaOH 溶液以及酸碱的用量无关。
(3)①用浓硫酸代替盐酸对结果会产生什么影响?
【答案】浓硫酸溶于水时放热,所测反应热的数值偏大;
②用醋酸代替盐酸对结果会产生什么影响?
【答案】弱酸、弱碱电离吸热,所测反应热的数值偏小。
(4)完整地做一次这样的实验,需测定多次温度,某同学为了省去清洗温度计的麻烦,建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度,你是否同意该同学的观点,为什么?
【答案】不同意,因为不同温度计误差不同。
3.为什么中和热测定中要用稍过量的碱?能不能用过量的酸
【答案】这是为了保证碱(或酸)能够完全被中和。H+与OH-相互接触碰撞才能发生反应,如果用等量的酸、碱,随着反应的进行,H+与OH-相互碰撞接触的机会越来越少,越来越困难,可能有一部分H+与OH-就不能反应,而在一种微粒过量的情况下,则大大增加了另一种微粒完全反应的机会。不能用过量的酸,因为碱中含有杂质碳酸钠,酸过量就会有酸与碳酸盐反应导致中和热测定不准。
【典例01】中和热测定实验中,用盐酸和溶液进行实验,下列说法正确的是
A.测定中和热实验只需要以下玻璃仪器:温度计、烧杯、量筒
B.为了使反应物混合均匀,减小误差,应使用温度计轻轻搅拌溶液
C.改用盐酸跟溶液进行反应,求出的中和热数值和原来不相同
D.测量酸溶液的温度后,未冲洗温度计就测碱溶液的温度,会使求得的中和热偏大
【答案】D
【解析】A.中和实验除了需要:温度计、烧杯、量筒,还需要环形玻璃搅拌棒,A错误;
B.温度计不能用于搅拌,B错误;
C.中和热是生成1mol水时放出的热量,所以测得的中和热数值和原来相等,C错误;
D.测量酸溶液的温度后,未冲洗温度计,直接放入碱溶液中,会中和放热所以测得的碱溶液初始温度偏高,温差偏小,根据,测得放出的热量偏小,则带负号偏大,D正确;
故选:D。
【典例02】某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应的中和热△H=-52.3kJ mol-1,造成这一结果的原因不可能的是
A.实验装置保温、隔热效果差 B.用量筒量取盐酸时仰视读数
C.分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中 D.搅拌不充分
【答案】B
【解析】中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1,某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液(碱稍过量)反应生成1mol水的反应热ΔH=-52.3kJ·mol-1,说明中和热的数值偏小。
A.实验装置保温、隔热效果差,导致热量有损失,中和热的数值会偏小,A不符合题意;
B.用量筒量取盐酸时仰视读数,导致所量取得盐酸的体积偏大,则因稀氢氧化钠溶液溶质稍微过量,所以所测中和热的数值会偏大,B符合题意;
C.分多次将NaOH溶液倒入量热计的内筒中,会使热量损失,中和热的数值会偏小,C不符合题意;
D.搅拌不充分导致不能充分反应,即中和热数值偏小,D不符符合题意;
故选B。
1.(2022秋·广东茂名·高二信宜市第二中学校考期中)化学以实验为基础。下列装置或操作不正确的是

A.碱式滴定管排气泡 B.测定中和热 C.除去SO2中少量的HCl D.灼烧碎海带
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.碱式滴定管排气泡操作如图,A正确;
B.B为测定中和热操作图像,B正确;
C.除去二氧化硫中少量的氯化氢需要气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液,并且长管进短管出,C正确;
D.灼烧海带应该用坩埚,不是烧杯,D错误;
故选D。
2.(2023春·浙江·高二校联考阶段练习)探究钠及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 将金属钠置于坩埚中燃烧,取燃烧后的少量固体粉末于试管中,加入蒸馏水 有气体生成 该固体粉末一定为
B 将溶液加热到40℃,用传感器监测溶液变化 溶液的逐渐减小 随温度升高,逐渐增大,溶液中增大,减小
C 向溶液中加入等体积等浓度的溶液 有白色沉淀生成 结合的能力强于
D 测定中和热时,将稀溶液缓慢倒入到盛有稀的内筒,搅拌使其充分混合,再盖上杯盖 温度差为 中和反应放热,将代入公式算得中和热()
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.若金属钠未燃烧完全,该固体粉末可能为Na2O2和Na的混合物,A错误;
B.升高温度,促进CH3COONa的水解,溶液中c(OH-) 增大,B错误;
C.NaHCO3和NaAlO2反应生成白色沉淀,反应的离子方程式为,说明AlO结合H+的能力强于CO,C正确;
D.测定中和热时,为减少热量损失,需将稀NaOH溶液一次性快速倒入到盛有稀HCl的内筒中,D错误;
故选C。
3.(2022秋·河南郑州)下列操作或结论正确的是
A.测定中和热时,每次实验均应测量两次温度:起始温度和反应后最高温度
B.实验室制氢气使用粗锌比使用纯锌反应速率快
C.凹液面均与“0”刻度线相切,25mL滴定管液体体积为50mL滴定管的一半
D.为使实验现象明显,中和滴定时加入5mL酚酞或甲基橙
【答案】B
【解析】A.测定中和反应热时,每次实验均应测量三个温度,即稀的强酸溶液起始温度、稀的强碱溶液起始温度和反应后的反应后最高温度,故A错误;
B.粗锌中心和铜在酸溶液中构成原电池,原电池反应加快反应速率,则实验室制氢气使用粗锌比使用纯锌反应速率快,故B正确;
C.滴定管的实际体积大于标定体积,由于为标定体积无法确定,所以25mL滴定管液体体积不一定是为50mL滴定管的一半,故C错误;
D.酸碱指示剂也是弱的酸碱,为使实验现象明显,中和滴定时一般加入几滴甲基橙或酚酞溶液,否则量太多会造成实验误差,故D错误;
故选B。
4.(2023秋·广西玉林·高二统考期末)下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是
A.用铜丝代替环形玻璃搅拌棒,测得的偏小
B.测定中和反应反应热的实验中,混合溶液的温度不再变化时,该温度为终止温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢分次倒入溶液并搅拌
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量
【答案】D
【解析】A.铜丝是热的良导体,传热快,中和热为负值,用铜丝代替环形玻璃搅拌棒时,测得的中和热数值偏小,偏大,故A错误;
B.测定中和反应热的实验中,混合溶液的最高温度为终止温度,不是温度不再变化时的温度为终止温度,故B错误;
C.为了使酸碱充分反应,应当一次性快速倒入溶液并搅拌,故C错误;
D.为了使反应进行得更完全,可以使碱适当过量,故D正确;
故选D。
5.(2022秋·福建泉州·高二泉州五中校考期中)为了测定酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积
③水的比热容 ④反应后溶液的质量(单位:g)
⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化
⑦操作所需的时间
A.③④⑤⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑥ D.全部
【答案】A
【解析】由反应热的计算公式可知,酸碱反应的中和热计算时,至少需要的数据有:比热容c、酸的浓度和体积、碱的浓度和体积,反应前后温度变化△T,然后计算出反应后溶液的质量、生成水的物质的量;
故选A。
6.(2022秋·陕西渭南·高二统考期末)某实验小组用50mL盐酸与50mLNaOH溶液在如图所示装置中进行中和热测定实验。下列说法不正确的是
A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量散失
B.大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值偏小
C.向盛装盐酸的烧杯中加NaOH溶液时要小心缓慢以免洒出
D.改变盐酸和NaOH溶液的用量,所求中和热数值不变
【答案】C
【解析】A.烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是减少热量散失,热量损失少,中和热的测定越准确,A正确;
B.大烧杯上如不盖硬纸板,会增大热量的流失,求得的中和热数值偏小,B正确;
C.向盛装盐酸的烧杯中加NaOH溶液时要迅速,以免热量的流失,C错误;
D.改变盐酸和NaOH溶液的用量,所求中和热数值不变,因为中和热是指,在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时的反应热叫做中和热,所以中和热与溶液的量无关,D正确;
答案选C。
7.(2022秋·黑龙江大庆·高二肇州县第二中学校考阶段练习)下列有关中和热的说法正确的是
①表示中和热的热化学方程式为
②准确测量中和热的一次实验过程中,至少测定2次温度
③测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热偏大
④的稀溶液和含的稀溶液反应的反应热
⑤中和热测定:用盐酸和溶液进行实验,用量筒量取NaOH溶液时,仰视取液,测得的中和热数值偏小
⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应分多次倒入量热计中
⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠的温度会导致测得中和热的数值偏小
A.①③④⑥ B.③④⑤⑦ C.①③⑤⑦ D.②③④⑥
【答案】B
【解析】①表示中和热的热化学方程式为,①错误;②测量中和热的一次实验过程中,至少测量3次温度,②错误;③测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,因为热量损失,测得的热量减少,根据,则测量出的中和热偏大,故③正确;④的稀溶液和含的稀溶液反应,有生成,实际放出的热量大于114.6kJ,反应热,④正确;⑤仰视取液,NaOH溶液的体积偏大,因体积变大导致测定温度时,温度变化较小,根据,热量偏少,中和热数值偏小,⑤正确;⑥中和热测定实验中为减少热量散失,NaOH溶液应一次倒入量热计中,⑥错误;⑦用温度计测定盐酸溶液起始温度后未洗涤,直接测定氢氧化钠的温度,因为盐酸与NaOH反应,使得偏小,根据,中和热数值偏小,⑦正确;综上③④⑤⑦正确,故选B。
8.(2022秋·四川成都·高二校考期中)强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
已知:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol
H2SO4(浓)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-Q3 kJ/mol
上述反应均为溶液中的反应,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为
A.Q1=Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1
【答案】C
【解析】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)十OH-(aq)=H2O△H=-57.3kJ/mol,醋酸的电离吸热,放出的热量Q1小于57.3kJ;浓硫酸溶于水放热,放出的热量Q2大于57.3kJ;稀硝酸为稀的强酸,放出的热量Q3为57.3kJ,则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为Q2>Q3>Q1,答案选C。
9.(2022秋·福建宁德·高二福建省福安市第一中学校考阶段练习)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(1)实验桌上备有量热计、胶头滴管、玻璃搅拌器、盐酸、氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器 (填“能”或“否”),其原因是 。
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 溶液温度 生成放出的热量
a 溶液 溶液 20℃ 23.3℃ _______kJ
b 溶液 溶液 20℃ 23.5℃
已知:,反应后溶液的比热容c为,各物质的密度均为。
①计算完成上表(保留1位小数) 。
②根据实验结果写出氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式: 。
(4)若用氢氧化钾代替氢氧化钠,对测定结果 (填“有”或“无”,下同)影响;若用醋酸代替盐酸做实验,对测定结果 影响。
(5)若上述实验所测中和热数值偏小,产生偏差的原因可能是
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】(1)量筒
(2) 否 金属铜丝易导热,热量散失多,导致误差偏大
(3) 56.8kJ
(4) 无 有
(5) a、c、d
【解析】(1)中和热的测定实验中,需要用量筒量取酸溶液和碱溶液的体积,则还缺少量取溶液体积的量筒,故答案为:量筒;
(2)铜丝是热的良导体,若用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,搅拌时棒热量损失大,热量损失大,实验误差大,则实验中不能用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,故答案为:否;金属易导热,热量散失多,导致误差偏大;
(3)①由题给数据可知2次实验测得温度差分别为3.3℃、3.5℃,2组数据都有效,温度差平均值为=3.4℃,50mL0.55mol L-1氢氧化钠溶液和50mL.0.5mol L-1盐酸的质量和为100mL×1g/mL=100g,由放出热量Q=cm△t可得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/(g ℃)×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ,则生成1mol的水放出热量为=56.8kJ,实验测得的中和热△H=-56.8kJ/mol,故答案为:ΔH=-56.8kJ·mol-1;
②氢氧化钠溶液与盐酸反应的热化学方程式为。
(4)若用KOH代替NaOH,强碱KOH溶液也能和NaOH溶液与盐酸完全反应生成等量的水,同样可以测定反应的中和热,对测定结果无影响;若用醋酸代替盐酸,由于醋酸为弱酸,电离时吸收热量会导致反应生成等量的水放出的热量少,对测定结果有影响,故答案为:无;有。
(5)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,可保证实验成功,故c选;d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故选;故答案为acd。
1.(2022·辽宁·统考高考真题)下列实验能达到目的的是
实验目的 实验方法或操作
A 测定中和反应的反应热 酸碱中和滴定的同时,用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度
B 探究浓度对化学反应速率的影响 量取同体积不同浓度的溶液,分别加入等体积等浓度的溶液,对比现象
C 判断反应后是否沉淀完全 将溶液与溶液混合,反应后静置,向上层清液中再加1滴溶液
D 检验淀粉是否发生了水解 向淀粉水解液中加入碘水
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.酸碱中和滴定操作中没有很好的保温措施,热量损失较多,不能用于测定中和反应的反应热,A错误;
B.和反应无明显现象,无法根据现象进行浓度对化学反应速率的影响的探究,B错误;
C.将溶液与溶液混合,反应后静置,向上层清液中滴加1滴溶液,若有浑浊产生,则说明没有沉淀完全,反之,则沉淀完全,C正确;
D.检验淀粉是否发生了水解,应检验是否有淀粉的水解产物(葡萄糖)存在,可选用银氨溶液或新制氢氧化铜,碘水是用来检验淀粉的试剂,可用于检验淀粉是否完全水解,D错误。
故答案选C。
2.(2021·河北·统考高考真题)下列操作规范且能达到实验目的的是
A.图甲测定醋酸浓度 B.图乙测定中和热
C.图丙稀释浓硫酸 D.图丁萃取分离碘水中的碘
【答案】A
【解析】A.氢氧化钠溶液呈碱性,因此需装于碱式滴定管,氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性,因此滴定过程中选择酚酞作指示剂,当溶液由无色变为淡红色时,达到滴定终点,故A选;
B.测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度,因此不能与烧杯内壁接触,并且大烧杯内空隙需用硬纸板填充和大小烧杯口部平齐,防止热量散失,故B不选;
C.容量瓶为定容仪器,不能用于稀释操作,故C不选;
D.分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁,防止液体流下时飞溅,故D不选;
综上所述,操作规范且能达到实验目的的是A项,故答案为A。
3.(2023·广东·统考高考真题)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
①上述滴定操作用到的仪器有 。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为 。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为 (c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/
反应前 反应后
i 溶液 粉 a b
ii 粉 a c
①温度:b c(填“>”“<”或“=”)。
② (选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是 。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为 。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用 。
【答案】(1) AD 0.5500
(2)
(3) > 或
(4) 抑制水解 将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为
(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【解析】(1)①滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴管、铁架台等,故选AD;
②滴定时发生的反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O,故,故答案为0.5500;
(2)由可得Q=××(50mL+50mL)×(T1-T2)=,故答案为;
(3)溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,粉和粉的物质的量分别为0.021mol、0.01 mol,实验i中有0.02 mol CuSO4发生反应,实验ii中有0.01mol CuSO4发生反应,实验i放出的热量多,则b>c;若按实验i进行计算,;若按实验ii进行计算,,故答案为:>;或;
(4)易水解,为防止水解,在配制溶液时需加入酸;用试纸测得溶液的不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生,说明溶液中还存在与酸的反应,其离子方程式为;乙同学根据相关原理,重新设计优化的实验方案的重点为如何防止与酸反应产生影响,可以借助盖斯定律,设计分步反应来实现溶液与的反应,故可将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为,故答案为:抑制水解;;将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为;
(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛,化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用,另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用,故答案为:燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)。
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