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中和反应中反应热的测定.doc

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中和反应的反应热测定【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、数据处理及误差分析【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、碎纸条、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]中和反应的反应热测定[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 ①Q: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·(t 2-t 1) 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/cm3c=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 (t 2-t 1)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=- kJ/mol25.0)(418t[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.在大烧杯底部垫碎纸条,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎纸条,大烧杯上用硬纸板作盖板,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。[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?冲洗后的溶液能否倒入烧杯中?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-1 NaOH 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,完成活页。[板书设计]中和反应的反应热测定实验原理:Q=mcΔt ①Q: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·(t 2-t 1) ②V 酸 =V 碱 =50 mL。c 酸 =0.50 mol/L c 碱 =0.55 mol/Lρ 酸 =ρ 碱 =1 g/cm3c=4.18 J/(g·℃)Q=0.418(t 2-t 1)kJ ③ΔH= - kJ/mol5.0)(48实验步骤误差分析【教学反思】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。从实验过程来看,多数学生能够掌握中和反应反应热的测定原理和实验步骤、并能进行误差分析,但由于学校实验仪器不齐备,温度计没有统一,导致多个小组实验结果误差较大。
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