在稀溶液中,强酸和强碱完全电离,所以它们的反应就是H+与OH-结合成H2O的反应,每生成lmol水放出的热量(中和热)是相同的,均为 57.3 kJ/mol。
但弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,存在着电离平衡。弱酸或弱碱参与中和反应的同时,伴随着电离,电离过程要吸收热量,此热量就要由H+与OH-结合成水分子放出的热量来抵偿,所以总的来说中和热小于 57.3 kJ/mol。
2、实验中对盐酸、NaOH溶液浓度有何要求?
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,如果浓度偏大,则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,表观电离度就会减小,这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热,造成较大误差(偏低)。
NaOH溶液必须现配,往往由于吸收空气中二氧化碳而导致浓度不准,影响实验结果。还要注意新配制的NaOH溶液要充分冷却至室温后才能使用。
3、实验中怎样选用温度计及读数时应注意哪些事项?
宜用有0.1分刻度的温度计,量程100℃,中和前酸和碱溶液的温度要相同,且都为室温,且测量时应尽可能读准,并估读到小数点后第二位。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。(注:更精确的中和热实验,需要精确度 0.002℃。普通温度计不能达到此精确度,需用贝克曼温度计进行测量)。
4、使中和热测定结果往往偏低的原因有哪些?
(1)用两个大、小烧杯组装量热器时,两个烧杯不能相平,纸板孔偏大,搅拌不均匀都可导致结果偏低;
(2)倒入NaOH溶液慢。要一次性、迅速地将NaOH溶液倒进盐酸里,立即用硬纸板或泡沫塑料板盖好,及时观察温度上升情况。反正实验时动作要快,以尽量减少热量的损失。
(3)仪器保温性能差;这是偏低的主要原因,用保温杯做实验更能接近理论值;
(4)实验中忽略了仪器所吸收的热量,因此也使结果偏低;
(5)计算中假定溶液比热容为4.18 J/(g·℃),密度为 1g/cm3,实际上这是水的比热容和密度,酸碱溶液的比热容、密度均较此数大,所以也使结果偏低。
5、酸碱中和反应的实质可表示为:H++OH-=H2O,能否用此代表所有中和反应的离子方程式?
酸碱中和反应的实质不能与离子方程式意义中的"实质"混同。根据离子方程式书写要求:将难电离或难溶的物质以及气体等用化学式表示,所以弱酸、弱碱参与中和反应时应以分子的形式保留。例如,醋酸和氢氧化钠的离子方程式就应当写为:HAC+OH-=Ac-+H2O,只有可溶性强酸强碱的离子方程式才可能如此表示。
六、盖斯定律及其应用
化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关,而与具体反应进行的途径无关。根据能量守恒定律,无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值,这就是著名的盖斯定律。
思考:ΔH、ΔH1、ΔH2之间有何关系?(ΔH=ΔH1+ΔH2)。
例如: