Question

19．中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要比較準(zhǔn)確地配制一定的物質(zhì)的量濃度的溶液，量熱器要盡量做到絕熱；在量熱的過(guò)程中要盡量避免熱量的散失，要求比較準(zhǔn)確地測(cè)量出反應(yīng)前后溶液溫度的變化．回答下列問(wèn)題：
（1）中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的中和熱的測(cè)定所需的玻璃儀器有：燒杯、溫度計(jì)、量筒、環(huán)形玻璃棒．在大小燒杯之間填滿碎泡沫（或紙條）其作用是隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失．
（2）該實(shí)驗(yàn)常用0.50mol•L^-1 HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL．NaOH的濃度大于HCl的濃度作用是保證鹽酸完全被中和．當(dāng)室溫低于10℃時(shí)進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)造成較大的誤差，其原因是散熱太快．
（3）若上述HCl、NaOH溶液的密度都近似為1g/cm³，中和后生成的溶液的比熱容C=4.18J/（g•℃），則該中和反應(yīng)放出熱量為100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3kJ（填表達(dá)式），△H=-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$ kJ/mol（填表達(dá)式）．
（4）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，下列操作會(huì)使測(cè)得的△H數(shù)值偏大的是D
A．大燒杯上沒(méi)有蓋硬紙板
B．用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒
C．用相同濃度和體積的硝酸代替稀鹽酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
D．用1gNaOH固體代替50mL0.5mol/L的NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造和實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)確定實(shí)驗(yàn)的儀器；中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量散失；
（2）為了保證HCl完全反應(yīng)，堿應(yīng)過(guò)量；溫度過(guò)低，散熱加快，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)過(guò)造成的誤差較大；
（3）先根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是保溫，如果裝置能量散失，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低，如果裝置得到能量，則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高，
A．根據(jù)不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失；
B．根據(jù)金屬的導(dǎo)熱性很好，會(huì)導(dǎo)致熱量的散失；
C．根據(jù)相同濃度和體積的硝酸代替稀鹽酸都是稀的強(qiáng)酸，對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響；
D．NaOH固體溶于水放熱，溫度升高．

解答 解：（1）中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中，用到的玻璃儀器有大燒杯、小燒杯、溫度計(jì)、量筒、環(huán)形玻璃攪拌棒；大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量散失，
故答案為：量筒；環(huán)形玻璃攪拌棒；隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量的損失；
（2）NaOH的濃度大于HCl的濃度，使鹽酸完全被中和，減少了鹽酸揮發(fā)對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；如果溫度過(guò)低，散熱加快，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)過(guò)造成的誤差較大，
故答案為：保證鹽酸完全被中和；散熱太快；
（3）0.50mol•L^-1HCl和0.55mol•L^-1的NaOH溶液各50mL進(jìn)行中和反應(yīng)，生成水的物質(zhì)的量為：0.05L×0.50mol•L^-1=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100ml×1g/ml=100g，設(shè)反應(yīng)前后的溫度值分別用t₁和t₂表示，溫度變化的值△T=t₂-t₁，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×（t₂-t₁）=100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3kJ；
所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱為：△H=-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$kJ/mol，
故答案為：100×4.18×（t₂-t₁）×10^-3；-$\frac{100×4.18（{t}_{2}-{t}_{1}）×1{0}^{-3}}{0.025}$；
（4）A．不蓋硬紙板，會(huì)有一部分熱量散失，使測(cè)得的△H數(shù)值偏小，故A錯(cuò)誤；
B．用環(huán)形銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒，金屬的導(dǎo)熱性很好，會(huì)導(dǎo)致熱量的散失，使測(cè)得的△H數(shù)值偏小，故B錯(cuò)誤；
C．相同濃度和體積的硝酸代替稀鹽酸都是稀的強(qiáng)酸，對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，使測(cè)得的△H數(shù)值不變，故C錯(cuò)誤；
D．NaOH固體溶于水放熱，溫度升高，使測(cè)得的△H數(shù)值偏大，故D正確；
故答案為：D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱反應(yīng)熱的測(cè)定與計(jì)算，題目難度大，注意理解中和熱的概念以及測(cè)定反應(yīng)熱的原理，明確常見(jiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>