中和熱測(cè)定精確度要求較高,主要是要求熱量測(cè)定準(zhǔn)確,否則將會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。那么實(shí)驗(yàn)室是如何測(cè)定中和熱的呢?
實(shí)驗(yàn)室用下圖裝置測(cè)定中和熱,其實(shí)驗(yàn)步驟如下:


①用一個(gè)量筒量取50mL0.5mol?L-1的鹽酸,倒入小燒杯中,并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度(均讀取至0.1℃,下同),記入表格。
②用另一個(gè)量筒量取50mL0.55mol?L-1的NaOH溶液,并用溫度計(jì)測(cè)量氫氧化鈉溶液的溫度,記入表格。
③將小燒杯放入大燒杯中,并在兩個(gè)燒杯之間填滿碎泡沫塑料,使杯口相平,在蓋板中間開兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)。
④把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯中,并立即把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中,用玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液,準(zhǔn)確讀取混合溶液的溫度,記入表格。
再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次,所得的數(shù)據(jù)如下:

回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)的先后順序?yàn)椋ㄌ顚?shí)驗(yàn)編號(hào))__________。
(2)由上述數(shù)據(jù)測(cè)得的中和熱為___________[鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都近似為1g/cm3,反應(yīng)后溶液的比熱容c近似為4.18J/(g?℃)]。據(jù)此寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________。
(3)為什么中和熱測(cè)定中要用稍過(guò)量的氫氧化鈉溶液?
_______________________________________________________________________________________。
(4)中和熱實(shí)際的測(cè)定值偏低的主要原因是什么?
_______________________________________________________________________________________。
(5)若將鹽酸和氫氧化鈉溶液分別改為醋酸和氨水,其他數(shù)據(jù)不變,則測(cè)得的中和熱與上述實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱比較________(填“偏大”、“偏小”或“相同”),原因是_________________________________________。


見分析


【試題分析】
實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)定參加反應(yīng)的酸或堿放出的熱量,也就是既要求參加反應(yīng)的酸或堿的物質(zhì)的量測(cè)定要準(zhǔn)確,又要求產(chǎn)生熱量的測(cè)定要準(zhǔn)確。
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)做好保溫準(zhǔn)備,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。步驟應(yīng)為③①②④。
(2)由于氫氧化鈉過(guò)量,所以應(yīng)用參加反應(yīng)的鹽酸的物質(zhì)的量來(lái)計(jì)算反應(yīng)所放出的熱量,從而得出中和熱為-56.8kJ[計(jì)算式為ΔH=]。
熱化學(xué)方程式為:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=-56.8kJ/mol。
(3)這是為了保證酸能夠完全被中和。H+與OH-相互接觸碰撞才能發(fā)生反應(yīng),如果用等量的酸、堿,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,H+與OH-相互碰撞接觸的機(jī)會(huì)越來(lái)越少,反應(yīng)越來(lái)越困難,可能有一部分H+與OH-不會(huì)反應(yīng)。而在氫氧化鈉溶液過(guò)量的情況下,大大增加了H+與OH-完全反應(yīng)的機(jī)會(huì)。
(4)結(jié)果偏低的主要原因是保溫性能差,若能改進(jìn)裝置,比如用保溫杯代替燒杯,使保溫性能良好,就更能接近理論值。
(5)偏小,因?yàn)榇姿岷桶彼际侨蹼娊赓|(zhì),它們的電離都要吸收熱量。此熱量就要由H+與OH-結(jié)合生成水分子放出的熱量來(lái)抵償,所以總的來(lái)說(shuō)中和熱小于 57.3kJ/mol。
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