测定中和反应的反应热

实验目的

学会用简易量热计测定中和反应的反应热,并计算中和热。

实验原理

强酸与强碱的稀溶液反应:H⁺(aq) + OH⁻(aq) = H₂O(l)。放出热量 Q = c·m·Δt,c 取4.18 J/(g·℃),溶液近似按密度1 g/cm³计算。再除以生成水的物质的量,得 ΔH。理论值约为-57.3 kJ/mol。

实验器材

• 0.50 mol/L盐酸
• 0.55 mol/L NaOH溶液
• 简易量热计(含杯盖)
• 温度计
• 玻璃搅拌器
• 量筒

实验步骤

1. 用量筒量取50 mL盐酸倒入内筒,测其温度。
2. 另取50 mL NaOH溶液,测其温度,取两者平均值为起始温度。
3. 将NaOH溶液一次迅速倒入内筒,盖好杯盖。
4. 用玻璃搅拌器轻轻搅动,记录混合溶液的最高温度。
5. 重复实验2~3次,取平均值计算Δt、Q和ΔH。

实验现象与结论

混合后溶液温度明显升高,说明中和反应放热。由实验数据算得的反应热接近-57.3 kJ/mol,数值常偏小,原因主要是装置散热、温度计及杯体吸热等造成的热量损失。

注意事项

• NaOH溶液有腐蚀性,避免接触皮肤和眼睛。
• NaOH溶液要一次迅速倒入,以减少热量散失。
• 搅拌时动作轻缓,不要碰破温度计。
• 使用碱稍过量,保证盐酸完全反应。

常见问题

为什么NaOH溶液要略过量?

保证盐酸被完全中和,使生成水的物质的量由盐酸决定,减小误差。

测得的中和热为什么常小于57.3 kJ/mol?

主要是实验装置保温不够,热量散失,以及温度计和杯体吸热,使测得的温升偏小。