教学：中和反应温度的最高点为什么不一定是恰好完全反应的点？

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今天聊一道学生问的题（下图），答案很明确，选C。

学生追问，D选项，温度的最高点为什么不是恰好完全反应的点呢？

这个问题看上去很简单，因为D选项温度最高点对应的时间，和pH=7对应的时间并不完全一样，所以，D不对。

但是，这位学生没有放过这个疑点，提出为什么温度最高点会“前移”呢？

这就非常值得思考了，又是一次教学相长的好机会！

于是，我认真分析了一番。

首先聊一下pH=7的时间点

影响这个读数的主要因素是传感器和滴入点的距离，这个距离如果靠液体自然扩散的话，读数会有明显延迟，也就是时间点“后移”。而搅拌可以大大缩小这一误差。因此，本实验中，由于在不断搅拌，这个点的时间可以认为是恰好完全反应的时间。

再来分析一下温度

影响温度的升高的因素不仅是放热，也要考虑散热。所以，我们先分析一下放热效果和散热效果的变化情况。

首先考虑放热。这个反应中的主要放热形式是反应放热（次要的是浓酸碱的稀释放热和搅拌时做功放热）。在中和过程中，酸的浓度初期较大，碱液匀速滴入后，反应放热明显，但是，随着反应的进行，酸的浓度会逐渐减小，因此，反应放热效果逐渐减弱。

然后考虑散热。当溶液温度高于室温后，散热效果就会明显。根据牛顿冷却定律，物体的散热速率与该物体和周围环境的温差成正比，即随着温度升高，散热会越来越强。另外，这个实验在不断搅拌，虽然搅拌过快可能造成做功放热，但是，搅拌加快散热的效果更为明显。所以，综合起来，本实验反应过程中的散热效果是相当明显的，而且会随着温差扩大逐渐增强。

对比放热和散热效果，反应初期，放热效果＞散热效果，温度升高明显。然后，放热效果逐渐减弱，散热效果逐渐增强。当放热效果=散热效果时，温度达到最高，此时，反应并没有结束。之后，温度降低，温差缩小，放热和散热都在减小，以散热为主，反应趋向停止。因此，温度最高的时间点，相对于恰好完全反应的时间点，前移了。

综上所述，本实验中，造成温度最高点前移的最大影响因素，是散热效果较强。既然如此，只要能减少散热，就可以减少这部分误差，比如，换保温容器做此实验，同时适当降低搅拌速率。

此外，温度最高的点不一定总是前移，也有可能后移。比如，测温点距离滴液位置较远，同时，搅拌过慢，或者不搅拌，造成热传导时差拉大，又或者温度计响应较慢，造成读数延迟等。

所以，中和滴定时，温度最高点并不一定是恰好完全反应的时间，但是，这个误差是可以减少的。如果不考虑散热、热传导时差、温度计响应速度等因素，认为达到温度最高点所需的时间约等于反应恰好完全的时间，其实也是可以接受的。

如果您有异议，欢迎找我探讨。

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