Question

【題目】鹽酸或硫酸和NaOH溶液的中和反應(yīng)沒(méi)有明顯的現(xiàn)象。某學(xué)習(xí)興趣小組的同學(xué)為了證明NaOH溶液與鹽酸或硫酸發(fā)生了反應(yīng)，從中和反應(yīng)的熱效應(yīng)出發(fā)，設(shè)計(jì)了下面幾種實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）方案一：如圖裝好實(shí)驗(yàn)裝置，圖中小試管用細(xì)線吊著，細(xì)線的上端拴在細(xì)鐵絲上。開(kāi)始時(shí)使右端U形管兩端紅墨水相平。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，向下插細(xì)鐵絲，使小試管內(nèi)鹽酸和廣口瓶?jī)?nèi)NaOH溶液混合，此時(shí)觀察到的現(xiàn)象是________________________________，原因是__________________________________________________。

（2）方案二：該小組借助反應(yīng)溶液溫度的變化來(lái)判斷反應(yīng)的發(fā)生。如果NaOH溶液與鹽酸混合前后有溫度的變化，則證明發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。該小組同學(xué)將不同濃度的NaOH溶液和鹽酸各10 mL混合，用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后溫度的變化，測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

則x＝______。假設(shè)鹽酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1，依據(jù)該小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，寫出表示稀鹽酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式________________________________________。

（3）若H＋(aq)＋OH－(aq) ===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1；現(xiàn)有：①稀H2SO4與Ba(OH)2(aq)　②濃H2SO4與Ba(OH)2(aq)　③稀HNO3與Ba(OH)2(aq)反應(yīng)生成1 mol H2O(l)的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由小到大的關(guān)系為 ______________________。

Answer 1

【答案】U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高 鹽酸和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大 7 NaOH(aq)＋HCl(aq)=== NaCl (aq) ＋H2O(l)　ΔH＝－58.52 kJ·mol－1 ΔH2＜ΔH1＜ΔH3

【解析】

（1）由于鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大；（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)2中生成水的物質(zhì)的量是實(shí)驗(yàn)1中的2倍，實(shí)驗(yàn)溶液升高的溫度也應(yīng)該是2倍；Q=cm ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)2，生成0.001mol水，放出熱量Q=4.18 J·g－1·℃－1×20g×7℃，則生成1mol水放熱58.52 kJ；（3）稀H2SO4與Ba(OH)2(aq)生成硫酸鋇沉淀放熱；濃H2SO4稀釋時(shí)放出大量的熱。

（1）由于鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量，使瓶?jī)?nèi)氣體溫度升高，壓強(qiáng)增大，所以U形管內(nèi)液面左邊下降、右邊升高。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)2中生成水的物質(zhì)的量是實(shí)驗(yàn)1中的2倍，實(shí)驗(yàn)溶液升高的溫度也應(yīng)該是2倍，所以x=7；Q=cm ，根據(jù)實(shí)驗(yàn)2，放出熱量Q=4.18 J·g－1·℃－1×20g×7℃，則生成1mol水放熱58.52 kJ，所以表示稀鹽酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式NaOH(aq)＋HCl(aq)=== NaCl (aq) ＋H2O(l)　ΔH＝－58.52 kJ·mol－1；（3）稀H2SO4與Ba(OH)2(aq)生成硫酸鋇沉淀放熱；濃H2SO4稀釋時(shí)放出大量的熱，所以濃H2SO4與Ba(OH)2(aq)反應(yīng)放熱最多、稀HNO3與Ba(OH)2(aq)反應(yīng)放熱最少，ΔH2＜ΔH1＜ΔH3。