Question

【題目】(1)分別取40 mL 0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L NaOH溶液進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱。

回答下列問題：假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃)。實驗時，還需測量的數(shù)據(jù)有_______________。

A.反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度 B.反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量

C反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度 D.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量

E.反應(yīng)后混合溶液的最高溫度 F.反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量

(2)某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下：

實驗序號	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	氫氧化鈉	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算，該實驗測得的中和熱為△H=____________。

(3)假定該學生的操作完全同上，實驗中改用100 mL0.50 mol/L鹽酸跟100 mL 0.55 mol/LNaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量___(填“相等”或“不相等”)所求中和熱___________________(填“相等”或“不相等”)

(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會__________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)；用40 mL0.50 mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值會__________。(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)

(5)上述實驗結(jié)果與57.3 kJ/mol(常溫下中和熱的值)有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)___________。

a.實驗裝置保溫、隔熱效果差

b.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的溫度

c.用量筒量取鹽酸溶液的體積時仰視讀數(shù)

d.分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯

Answer 1

【答案】ACE -51.8 kJ/mol 不相等 相等 偏小 偏小 abd

【解析】

(1)根據(jù)Q=c·m·△t計算分析；

(2)根據(jù)△H=-Q=-c·m·△t進行計算；

(3)根據(jù)反應(yīng)放出的熱量與反應(yīng)的物質(zhì)多少呈正比分析；結(jié)合中和熱概念判斷；

(4)一水合氨是弱電解質(zhì)，電離吸收熱量；物質(zhì)完全反應(yīng)放出熱量比不完全反應(yīng)放出熱量多；

(5)a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好；

b．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計回零值再測定H2SO4溶液的溫度；

c．量取NaOH溶液的體積時視線要和凹液面相平；

d．酸堿混合盡可能減少實驗過程中能量損失。

(1)由Q=c·m·△t可知，測定中和熱需要測定的數(shù)據(jù)為：

A.反應(yīng)前鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度；C.反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度；E.反應(yīng)后混合溶液的最高溫度；故合理選項是ACE；

(2)第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃，反應(yīng)后溫度為：23.2℃，反應(yīng)前后溫度差為3.15℃；

第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應(yīng)后溫度為：23.4℃，反應(yīng)前后溫度差為3.1℃；

第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃，反應(yīng)后溫度為：23.6℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.05℃；

平均溫度差為：3.1℃，40 mL的0.50 mol/L鹽酸與40 mL 0.55 mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=80 mL×1 g/cm3=80 g，c=4.18 J/(g·℃)，代入公式-Q=c·m·△t可計算出生成0.02 mol的水放出熱量Q=4.18 J/(g·℃)×80 g×3.1℃=1036.64 J=1.036 kJ，所以生成1 mol的水放出熱量為：1.036 kJ×=51.8 kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8 kJ/mol；

(3)因所用的酸與堿物質(zhì)的量多少不同，所以反應(yīng)放出的熱量不同，但由于中和熱是強酸、強堿完全反應(yīng)產(chǎn)生可溶性鹽和1 molH2O時時放出的熱量，可知中和熱是相等的；

(4)氨水中的一水合氨是一元弱堿，電離會吸收熱量，使得測得的中和熱數(shù)值會偏小，因堿的量可能不足，則測得的中和熱可能會偏小；

(5) a.實驗裝置保溫、隔熱效果差則測得的熱量不夠，使測定中和熱數(shù)值偏小，a符合題意；

b.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的溫度這樣因酸與堿會反應(yīng)，熱量散失，所以會偏小，b符合題意；

c.中和熱的數(shù)值測定以鹽酸為標準計算，用量筒量取鹽酸溶液的體積時仰視讀數(shù)，這樣會數(shù)值偏小，以該鹽酸體積為標準計算會使測定數(shù)值偏大，c不符合題意；

d.分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯這樣會造成測得的熱量會減小，結(jié)果使測定中和熱數(shù)值偏小，d符合題意；

故合理選項是abd。