Question

溶解熱為一定量的物質(zhì)溶于一定量的溶劑中所產(chǎn)生的熱效應．通常等溫等壓條件下，1mol溶質(zhì)溶解在一定量溶劑中形成的某指定濃度的溶液時的焓變叫做該物質(zhì)的溶解熱．溶解熱的測定是通過絕熱測溫式量熱計進行的，它在絕熱恒壓的條件下，通過測量系統(tǒng)的溫度變化，從而推算出該系統(tǒng)在該等溫等壓下的熱效應．
例如：1mol KNO₃ 溶于200mL H₂O的溶解過程的溶解熱的測定方法如下：
①裝簡單絕熱式量熱計，裝置如圖．
自組裝簡單絕熱式量熱計裝置（1溫度計  2保溫瓶  3底座  4鐵架臺）
②準確稱量5.62g KNO₃（備用）．
③用容量瓶量取200mL室溫下的蒸餾水（密度為ρ=1g?cm^-3），倒入廣口保溫瓶中．
④開動電磁攪拌器，保持一定的攪拌速率，觀察溫度計的變化，待溫度變化基本穩(wěn)定（即單位時間內(nèi)溫度的變化值基本相同）后，每隔1min記錄一次溫度，連續(xù)記錄三次，作為溶解的前期溫度．
⑤打開量熱計蓋子將稱好的5.62g KNO₃迅速倒入量熱計并蓋好蓋子，保持與溶解前同的攪拌速率，繼續(xù)每1min記錄一次溫度，直到溫度不再變化時，記錄三個溫度變化率穩(wěn)定的點，此三點作為溶解的后期溫度．
⑥數(shù)據(jù)處理．思考并回答下列問題：
（1）您認為該測量實驗成敗的關鍵是

 

（2）用電磁攪拌器比用環(huán)形玻璃攪拌器有何優(yōu)點？

 

但為何要保持一定的速率，過快對所得結果有何影響

 

（填“偏大”“偏小”或“無影響”），原因是

 

，要縮短溶解時間，還可采取哪些措施

 

．
（3）若已知KNO₃溶液的比熱容為C_pKj?（kg?℃）^-1，起始溶解溫度為18℃，最終平衡溫度為t℃，非溶液部分吸收的熱量為QkJ，那么KNO₃的溶解熱的數(shù)字表達式為△H=

 

．
（4）即使整個操作都規(guī)范，你認為測得溶解熱與實際溶解熱存在差異的原因是

 

．

Answer 1

考點：中和熱的測定,探究吸熱反應和放熱反應

專題：實驗設計題

分析：（1）溶解熱的測定絕熱條件下完成；
（2）電磁攪拌器可以減少熱量的損失以及機械摩擦帶來的熱量，引起熱量的變化；攪拌過快會因機械摩擦而帶來熱量；減少固體顆粒大小，可以縮短溶解時間；
（3）先求出溶解放出的熱量，然后根據(jù)溶解熱的含義列式計算；
（4）量熱器不可能完全絕熱，和環(huán)境之間存在熱交換；

解答： 解：（1）由實驗條件可知要使整個測量過程盡可能保持熱絕，以減小熱量的散失；
故答案為：要使整個測量過程盡可能保持熱絕，以減小熱量的散失；
（2）用電磁攪拌器比用環(huán)形玻璃攪拌器能減少熱量散失，使測得結果更準確，機械摩擦帶來的熱量，使體系溫度升高攪拌過快；攪拌過快會因機械摩擦而帶來熱量，使溫度升高，測定結果偏大；將硝酸鉀晶體研碎，可以縮短溶解時間；
故答案為：能減少熱量散失，使測得結果更準確；機械摩擦帶來的熱量，使體系溫度升高；偏大；攪拌過快，機械摩擦會帶來熱量，使溫度升高；將硝酸鉀晶體研碎；
（3）溶解放出的熱量Q=cm△T=C_pKj?（kg?℃）^-1×

5.62g+200g

1000g?kg-1

×（t℃-18℃），非溶液部分吸收的熱量為QkJ，則共放出熱量為C_pKj?（kg?℃）^-1×

5.62g+200g

1000g?kg-1

×（t℃-18℃）+QkJ，根據(jù)溶解熱的含義可知，KNO₃的溶解熱的數(shù)字表達式為△H=

CpKj?(kg?℃)-1× 5.62g+200g 1000g?kg-1 ×(t℃-18℃)+QkJ

5.62g 101g?mol-1

；
故答案為：

CpKj?(kg?℃)-1× 5.62g+200g 1000g?kg-1 ×(t℃-18℃)+QkJ

5.62g 101g?mol-1

；
（4）存在量熱器不可能完全絕熱，在溶解過程中除了來自溶解過程的熱效應外，還有由于量熱系統(tǒng)和環(huán)境之間的熱交換帶來的影響；
故答案為：存在量熱器不可能完全絕熱，在溶解過程中量熱系統(tǒng)溫度的變化，除了來自溶解過程的熱效應外，還有由于量熱系統(tǒng)和環(huán)境之間的熱交換帶來的影響．

點評：本題主要考查了溶解熱的測定，注意外界條件的影響，計算時抓住原理即可解答，難度較大．