中和反应反应热的测定

实验目的

测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热,体会定量实验中减小误差的方法。

实验原理

强酸与强碱的稀溶液反应,实质是 H+(aq) + OH-(aq) = H₂O(l),理论值 ΔH = -57.3 kJ/mol。测得混合溶液温度升高 Δt,由 Q = c·m·Δt(c 取 4.18 J/(g·℃),溶液密度近似 1 g/mL)求出放出的热量,再除以生成水的物质的量,即得每生成 1 mol 水的反应热。

实验器材

• 简易量热计(大烧杯、小烧杯)
• 碎泡沫塑料、硬纸板
• 环形玻璃搅拌器
• 温度计
• 量筒(50 mL)
• 0.50 mol/L 盐酸
• 0.55 mol/L 氢氧化钠溶液

实验步骤

1. 在大烧杯底垫碎泡沫塑料,放入小烧杯,杯口与大烧杯口相平,盖上硬纸板。
2. 量取50 mL 0.50 mol/L盐酸倒入小烧杯,测其温度并记录。
3. 另取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,冲洗温度计后测其温度。
4. 将NaOH溶液一次迅速倒入小烧杯,盖好盖板,轻轻上下搅动。
5. 观察温度计示数,记录混合溶液的最高温度。
6. 重复实验2~3次,取温度差的平均值,代入公式计算反应热。

实验现象与结论

混合后溶液温度迅速升高,说明中和反应放热。取多次温度差的平均值计算,结果接近 -57.3 kJ/mol,通常略偏小,原因多为热量散失。结论:强酸与强碱的稀溶液反应,生成1 mol水约放出57.3 kJ热量。

注意事项

• NaOH溶液有腐蚀性,避免接触皮肤和眼睛。
• 温度计不能当搅拌棒使用,以免损坏。
• 测NaOH溶液温度前须先冲洗温度计。

常见问题

为什么氢氧化钠溶液的浓度要比盐酸稍大?

让NaOH稍过量,保证盐酸被完全中和,放出的热量就由盐酸的物质的量决定。

测得的数值为什么常比57.3 kJ/mol偏小?

多因保温不好造成热量散失、搅拌不匀、温度计未冲洗使酸碱提前反应等。