Question

3．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定．
測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．
（1）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)程中的熱量損失，從實(shí)驗(yàn)裝置上看，圖中缺少的一種玻璃儀器環(huán)形玻璃攪拌棒
（2）寫出該反應(yīng)的用中和熱表示的熱化學(xué)方程式（中和熱為57.3kJ/mol）$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol
（3）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 （t2-t1）/℃	溫度差平均值℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	4.0	4.0
2	27.0	27.4	27.2	33.3	6.1
3	25.9	25.9	25.9	29.8	3.9
4	26.4	26.2	26.3	30.4	4.1

②近似認(rèn)為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/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）．（已知：Q=m•c•△t）
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與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．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
（4）實(shí)驗(yàn)中若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量不相等（填“相等”、“不相等”），所求中和熱相等（填“相等”、“不相等”）；，若用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得反應(yīng)前后溫度的變化值會(huì)偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”、“不受影響”）．

Answer 1

分析 （1）中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作；根據(jù)量熱計(jì)的構(gòu)造來(lái)判斷該裝置的缺少儀器；
（2）中和熱是稀的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)焓變寫出熱化學(xué)方程式；
（3）①先舍棄誤差較大的數(shù)據(jù)，最后計(jì)算出溫度差平均值；
②根據(jù)Q=m•c•△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，然后計(jì)算出生成1mol水放出的熱量，就可以得到中和熱；
③a．裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得的熱量偏小；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失較多；
（4）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，并根據(jù)中和熱的概念和實(shí)質(zhì)來(lái)回答；弱電解質(zhì)電離吸收熱量．

解答 解：（1）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)程中的熱量損失；由量熱計(jì)的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；
故答案為：保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失；環(huán)形玻璃攪拌棒；
（2）稀的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol，則稀硫酸與稀燒堿溶液反應(yīng)用中和熱表示的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案為：$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）+NaOH（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol；
（3）①四次實(shí)驗(yàn)溫度差分別為4.0℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，第2組誤差太大，要舍去，其他三次溫度差的平均值為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/cm³=80g，溫度變化的值為△T=4.0℃，則生成0.025mol水放出的熱量Q=m•c•△T=80g×4.18J/（g•℃）×4.0℃=1337.6J=1.3376kJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.3376kJ}{0.025mol}$=-53.5kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，所得中和熱的數(shù)值偏大，故b錯(cuò)誤；
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中，熱量散失較大，所得中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
故答案為：ac；
（4）反應(yīng)放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關(guān)，若用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，生成水的量增多，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出的熱，與酸堿的用量無(wú)關(guān)，所以用60mL0.25mol•L^-1H₂SO₄溶液跟50mL0.55mol•L^-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得中和熱數(shù)值相等；
醋酸是弱酸，電離過(guò)程吸熱，所以用50mL0.50mol•L^-1醋酸代替H₂SO₄溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得反應(yīng)前后溫度的變化值會(huì)減小；
故答案為：不相等；相等；偏�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查了中和熱的測(cè)定方法，題目難度中等，明確中和熱的測(cè)定步驟為解答關(guān)鍵，注意掌握中和熱計(jì)算方法，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>