Question

10．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液
（1）若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從圖1中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是（填字母）：abe．

名稱	托盤天平（帶砝碼）	小燒杯	坩堝鉗	玻璃棒	藥匙	量筒
儀器
序號(hào)	a	b	c	d	e

Ⅱ．測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示．

（1）寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）：
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表．
①請(qǐng)?zhí)顚懕碇械目瞻祝?br />

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃[	溫度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似認(rèn)為0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．則中和熱△H=-53.5kJ/mol（取小數(shù)點(diǎn)后一位）．
（3）在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ/mol表示．請(qǐng)認(rèn)真觀察3圖，然后回答問題．
①圖中所示反應(yīng)是放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，該反應(yīng)的△H=（E₂-E₁）kJ/mol（用含E₁、E₂的代數(shù)式表示）．
②對(duì)于同一反應(yīng)，圖3中虛線（Ⅱ）與實(shí)線（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，你認(rèn)為最可能的原因是使用了催化劑．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）根據(jù)公式m=nM=cVM來計(jì)算氫氧化鈉的質(zhì)量，但是沒有245mL的容量瓶；
（2）氫氧化鈉要在玻璃儀器中稱量，根據(jù)稱量固體氫氧化鈉所用的儀器來回答；
Ⅱ、（1）根據(jù)酸堿中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量書寫熱化學(xué)方程式；
（2）①先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；
②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；
（3）①依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；反應(yīng)的焓變=生成物的能量-反應(yīng)物的能量；
②對(duì)于同一反應(yīng)，圖中虛線（ II）與實(shí)線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)的活化能降低焓變不變，平衡不動(dòng)，結(jié)合影響所以速率的元素分析判斷；

解答 解：Ⅰ、（1）沒有245mL的容量瓶，所以用250mL的容量瓶，需要稱量NaOH固體m=nM=cVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g；
故答案為：5.0；
（2）氫氧化鈉要在小燒杯中稱量，稱量固體氫氧化鈉所用的儀器有天平、燒杯和藥匙；
故答案為：abe；
Ⅱ、（1）已知稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鋇鈉稀溶液都是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液，則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）①4次溫度差分別為：4.0℃，4.1℃，3.9℃，4.1℃，4組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值=$\frac{4.0℃+4.1℃+3.9℃+4.1℃}{4}$=4.0℃；
故答案為：4.0；
②50mL0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：80ml×1g/ml=80g，溫度變化的值為△T=4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J，即1.3376KJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
（3）①依據(jù)圖象分析反應(yīng)物的能量大于生成物的能量，反應(yīng)放熱；反應(yīng)的焓變△H=生成物的能量-反應(yīng)物的能量=（E₂-E₁）kJ/mol；
故答案為：放熱；（E₂-E₁）kJ/mol；
②對(duì)于同一反應(yīng)，圖中虛線（ II）與實(shí)線（ I）相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，說明反應(yīng)的活化能降低焓變不變，平衡不動(dòng)，化學(xué)反應(yīng)速率影響因素中，催化劑有此作用，所以最有可能使用了催化劑；
故答案為：使用了催化劑．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查熱反應(yīng)熱的測(cè)定與計(jì)算，化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)的焓變關(guān)系，題目難度不大，注意焓變和活化能計(jì)算方法、中和熱的概念以及測(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問題．