Question

15．50mL 0.50mol/L鹽酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)，通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算反應(yīng)熱．
（1）理論上稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量，寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）如圖所示，儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒；在實(shí)驗(yàn)過程中，如果不把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液的溫度，則測得的△H＞-57.3KJ/mol（填“＞”、“＜”或“=”）；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	鹽酸	NaOH溶液
1	20.2	20.3	23.7
2	20.3	20.5	23.8
3	21.5	21.6	24.9

（3）根據(jù)上表中所測數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算（近似認(rèn)為鹽酸和NaOH溶液的密度都是1g•cm^-3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J•g^-1•℃^-1），則中和熱△H=-56.8kJ/mol （取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
（4）若某同學(xué)利用如圖裝置做實(shí)驗(yàn)，有些操作不規(guī)范，造成測得中和熱的數(shù)值偏低，請你分析可能的原因是ABDF．
A．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈
B．把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩
C．做本實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天室溫較高
D．將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水
E．在量取鹽酸時仰視計(jì)數(shù)
F．大燒杯的蓋板中間小孔太大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量書寫熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知，儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒；如果不把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液的溫度，酸和堿之間因?yàn)橹泻头磻?yīng)而導(dǎo)致的熱量損失；
（3）先求出三次反應(yīng)的溫度差，根據(jù)公式Q=cm△T來求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據(jù)中和熱的概念求出反應(yīng)熱；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是保溫，如果裝置有能量散失，則會導(dǎo)致結(jié)果偏低，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中用到的試劑以及實(shí)驗(yàn)操作知識來判斷．

解答 解：（1）稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液分別是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒；如果不把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈直接測量NaOH溶液的溫度，酸和堿之間因?yàn)橹泻头磻?yīng)而導(dǎo)致的熱量損失，求得的中和熱數(shù)值將會減小，但反應(yīng)熱△H＞-57.3KJ/mol；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；＞；
（3）第1次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.25℃，反應(yīng)后的最高溫度為23.7℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.45℃；
第2次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.40℃，反應(yīng)后的最高溫度為23.8℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.40℃；
第3次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為21.55℃，反應(yīng)后的最高溫度為24.9℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.35℃；
三組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值為3.40℃，50mL 0.50mol/L鹽酸跟50mL 0.55mol/L NaOH溶液的質(zhì)量和為m=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×100g×3.40℃=1421.2J=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出熱量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出熱量為$\frac{1.4212kJ×1mol}{0.025mol}$=56.8kJ，即該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-56.8kJ/mol；
故答案為：-56.8 kJ•mol^-1；
（4）A．測量鹽酸的溫度后，溫度計(jì)沒有用水沖洗干凈，在測堿的溫度時，會發(fā)生酸和堿的中和，溫度計(jì)示數(shù)變化值減小，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測得中和熱的數(shù)值偏小，故A正確；
B、把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩，會導(dǎo)致一部分能量的散失，實(shí)驗(yàn)測得中和熱的數(shù)值偏小，故B正確；
C、做本實(shí)驗(yàn)的室溫和反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)之間無關(guān)，故C錯誤；
D、將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水，由于氨水是弱堿，堿的電離是吸熱的過程，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測得中和熱的數(shù)值偏小，故D正確；
E、在量取鹽酸時仰視計(jì)數(shù)，會使得實(shí)際量取體積高于所要量的體積，算過量，可以保證堿全反應(yīng)，會使得中和和熱的測定數(shù)據(jù)偏高，故E錯誤；
F、大燒杯的蓋板中間小孔太大，會導(dǎo)致一部分能量散失，所以測的數(shù)值降低，故F正確．
故答案為：ABDF．

點(diǎn)評 本題考查中和熱的測定與計(jì)算，實(shí)驗(yàn)誤差分析，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�和�?jì)算能力．