中和热测定的常见问题及对策

赵军华

摘 要： 中和热是化学反应中常见的一种反应热。本文就中和热测定过程中经常出现的问题，进行了研究总结，并提出了相应的解决策略，对学生加深理解中和热的相关问题起到一定辅助帮助作用。

关键词： 反应热 中和热 测定原理 常见问题 解决策略

在一定温度下进行的化学反应，释放或者吸收的热量，称为该化学反应的反应热。中和热是化学反应中常见的一种反应热。

一

稀溶液中，酸和碱反应生成1摩液态水时的反应热，称为中和热。学生在对中和热这一概念理解和进行简单计算时经常会出现偏差，故必须让学生明确以下几点：1.必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在稀释时会放热。2.强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H■（aq）+OH■（aq）=H■O（l）中和热均为57.3kJ·mol■，而弱酸（或弱碱）在水溶液中只是部分电离，所以弱酸（或弱碱）与强碱（强酸）发生中和反应，存在弱酸（或弱碱）的电离作用（需吸收热量，即解离热），总的热效应将比强酸强碱中和时的热效应的绝对值要小。即弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其中和热小于57.3kJ·mol■。3.以生成1mol水为基准。4.反应不能生成沉淀（如Ba（OH）■+H■SO■=BaSO■+2H■O）。5.中和热是以生成1molH■O所放出的热量来测定的，因此书写它们的热化学方程式时，应以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：KOH（aq）+1/2H■SO■（aq）=1/2K■SO■（aq）+H■O（l）ΔH=-57.3kJ/mol

中和热测定的实验原理

Q=-mcΔt

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，Δt：反应前后溶液温度的差值。

因此，计算Q的式子可表示为Q=-（V酸ρ酸+V碱ρ碱）·c·（t■-t■）

本实验中，我们所用一元酸、一元碱的体积均为50mL，它们的浓度分别为0.50mol/L和0.55mol/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1g/cm■，中和后所得溶液的比热为4.18J/（g·℃）。

V酸=V碱=50mL

c酸=0.50mol/L

c碱=0.55mol/L

ρ酸=ρ碱=1g/cm■， c=4.18J/（g·℃）

把以上数据代入上式，得出Q的表示式。其中热量的单位用kJ。

Q=-0.418（t■-t■）kJ

中和热是稀的酸、碱中和生成1mol水时的反应热，而50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠反应后生成的水只有0.025mol，故以上所求得的不是中和热。中和热应表示为ΔH=Q/n（kJ/mol）。

二

为了提高中和热测定的准确性，实验时应特别注意以下几个方面。

1.作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此，可以用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套来做，以保证实验时的保温隔热效果。若按教材中的方法做，就一定要使大小烧杯杯口相平，这样可减少热量损失。否则会导致所测中和热的数值出现偏差（偏低）。

2.盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，浓度宜小，也不能太小，一般要保证浓度介于0.10mol·L■～1.0mol·L■之间。如果浓度偏大，则对所测中和热数值造成较大误差（偏低）。

3.测定各溶液的温度时，必须使用同一支温度计。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。测定完酸溶液的温度后，一定要先清洗并擦干温度计，然后测定碱溶液的温度。否则也会导致测定中和热的数值出现偏差（偏低）。

4.实验过程中必须使用搅拌器匀速搅拌，切勿使用玻璃棒或者是振荡摇匀。

5.实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。

由上可知，造成中和热测定结果偏低的主要原因，就是测定过程中热量出现了一定的散失，因此要保证测定结果的准确性，务必要做好保温工作。

中和热测定中要用稍过量的碱而不适宜用过量的酸。具体原因是为了保证碱能够完全被中和。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，两种溶液的浓度降低，H■与OH■相互碰撞接触的机会就会越来越少，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。不宜用过量的酸，因为碱中含有少量杂质碳酸钠，酸过量就会有酸与碳酸盐反应导致中和热测定不准。

本测定有许多难以克服的因素存在，所以只是近似地测定强酸强碱的中和热值。虽然只是近似测定，但是该实验活动将学生由定性描述的学习引入定量分析的学习，对今后化学反应原理的继续学习起到奠基作用。