Question

15．分別取40mL的0.50mol/L鹽酸與40mL 0.55mol/L氫氧化鈉溶液進(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)算中和熱．請回答下列問題．
（1）理論上稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量，寫出表示稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）如右圖所示，儀器A的名稱是環(huán)形玻璃攪拌棒；大小燒瓶間填滿泡沫塑料的作用減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失．
（3）假設(shè)鹽酸和NaOH溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18×10^-3kJ/（g•℃）．
為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)序號	起始溫度t1℃		終止溫度t1℃
	鹽酸	氫氧化鈉	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol；（結(jié)果保留一位小數(shù)）
（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）ac．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b．把NaOH溶液迅速倒入盛有稀硫酸的小燒杯中
c．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液的．

Answer 1

分析 （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）根據(jù)儀器的結(jié)構(gòu)可知，儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒；根據(jù)中和熱測定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；
（3）先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值，再根據(jù)Q=cm△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，最后計(jì)算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱；
（4）a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏�。�
b．將NaOH溶液倒入小燒杯中，不能分幾次倒入，否則會導(dǎo)致熱量散失；
c．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液溫度，鹽酸的起始溫度偏高；

解答 解：（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：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；中和熱測定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作，大小燒杯之間填滿碎紙條的作用是：減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失；
故答案為：環(huán)形玻璃攪拌棒；減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失；
（3）第1次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃，反應(yīng)后溫度為：23.2℃，反應(yīng)前后溫度差為3.15℃；
第2次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應(yīng)后溫度為：23.4℃，反應(yīng)前后溫度差為3.1℃；
第3次實(shí)驗(yàn)鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃，反應(yīng)后溫度為：23.6℃，反應(yīng)前后溫度差為3.05℃；
三組數(shù)據(jù)均有效，平均溫度差為3.1℃，40mL的0.50mol/L鹽酸與40mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.05mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×80g×3.1℃=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出熱量為：1.036kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.036kJ×$\frac{1mol}{0.02mol}$=-51.8kJ/mol，即該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol；
故答案為：-51.8kJ/mol；
（4）a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．把NaOH溶液迅速倒入盛有稀硫酸的小燒杯中，能減少熱量的損失，操作正確，故b錯(cuò)誤；
c．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定鹽酸溶液溫度，鹽酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
故選：ac．

點(diǎn)評 本題主要考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計(jì)算，題目難度大，注意理解中和熱的概念、把握熱化學(xué)方程式的書寫方法以及測定反應(yīng)熱的誤差等問題．