Question

13．某實驗小組用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H₂SO₄溶液進(jìn)行中和熱的測定．
Ⅰ．配制 0.50mol/L NaOH溶液
（1）若實驗中大約要使用245mL NaOH溶液，配制溶液需要用250ml容量瓶，則至少需要稱量NaOH固體5.0g．
（2）從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器（填序號）a b e．

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	a	b	c	d	e	f

Ⅱ．測定中和熱的實驗裝置如圖所示

（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（中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol）：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ/mol．
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸進(jìn)行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表．
①請?zhí)顚懴卤碇衅骄鶞囟炔畹目崭瘢?table class="edittable">溫度
實驗次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫
度t2/℃平均溫度差
（t2-t1）/℃H2SO4溶液NaOH溶液平均值126.226.026.130.1請?zhí)顚懀?.0℃
）227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4②近似認(rèn)為0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L H₂SO₄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（保留小數(shù)點后一位）．
③上述實驗結(jié)果的數(shù)值與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填序號）acd．
a．實驗裝置保溫、隔熱效果差
b．在量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小燒杯中
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H₂SO₄溶液的溫度
④已知強酸與強堿在稀溶液里反應(yīng)的中和熱可表示為
H⁺（aq）+OH^-（aq）═H₂O（l）△H=-57.3kJ•mol^-1對下列反應(yīng)：
CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）═CH₃COONa（aq）+H₂O（l）△H=-Q₁ kJ•mol^-1
$\frac{1}{2}$H₂SO₄（濃）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-Q₂ kJ•mol^-1
HNO₃（aq）+NaOH（aq）═NaNO₃（aq）+H₂O（l）△H=-Q₃ kJ•mol^-1
上述反應(yīng)均在溶液中進(jìn)行，則下列Q₁、Q₂、Q₃的關(guān)系正確的是A
A．Q₂＞Q₃＞Q₁    B．Q₂＞Q₁＞Q₃         C．Q₁=Q₂=Q₃        D．Q₂=Q₃＞Q₁．

Answer 1

分析 I、（1）由于實驗室無245mL容量瓶，故應(yīng)選用250mL的容量瓶，則配置出250mL的溶液，根據(jù)m=CVM來計算所需的氫氧化鈉固體的質(zhì)量；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶中稱量，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)水時放出57.3kJ的熱量書寫熱化學(xué)方程式；
（2）①溫度差平均值等于各個溫度差的和除以4；
②根據(jù)Q=m•c•△T計算；
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好；
b．量取NaOH溶液的體積時視線要和凹液面相平；
c．允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計回零直再測定H₂SO₄溶液的溫度；
（3）稀的強酸與強堿生成1molH₂O放出的熱量為中和熱，注意弱電解質(zhì)的電離吸熱和濃硫酸稀釋放熱來解答．

解答 解：I、（1）由于實驗室無245mL容量瓶，故應(yīng)選用250mL的容量瓶，則配置出250mL的溶液，所需的氫氧化鈉固體的質(zhì)量m=CVM=0.5mol/L×0.25L×40g/mol=5.0g，故答案為：250，5.0；
（2）氫氧化鈉要在稱量瓶或者小燒杯中稱量，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：a b e；
II、（1）稀強酸、稀強堿反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液分別是強酸、強堿，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）①溫度差平均值=$\frac{四次試驗中（終止溫度-初始溫度）的和}{4}$，但是第2組數(shù)據(jù)明顯有誤，所以刪掉，
溫度差平均值$\frac{（30.1-26.1）+（29.8-25.9）+（30.4-26.3）}{3}$=4.0°C，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，所以實驗測得的中和熱△H=-$\frac{1.3376KJ}{0.025mol}$=-53.5 kJ/mol，
故答案為：-53.5kJ/mol；
③a．實驗裝置保溫、隔熱效果必須好，否則影響實驗結(jié)果，故a正確；
b．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致所量的氫氧化鈉體積偏大，放出的熱量偏高，則大于57.3kJ/mol，故b錯誤；
c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，故c正確；
d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后，要將溫度計回零直再測定H₂SO₄溶液的溫度，故d正確．
故答案為：acd；
（3）強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O△H=一57.3kJ/mol，
則熱化學(xué)方程式HNO₃（aq）+NaOH（aq）═NaNO₃（aq）+H₂O（l）△H=-Q₃kJ•mol^-1 中的Q₃=57.3kJ；
而由于醋酸是弱電解質(zhì)，電離吸熱，故熱化學(xué)方程式CH₃COOH（aq）+NaOH（aq）═CH₃COONa（aq）+H₂O（l）△H=-Q₁ kJ•mol^-1
中的Q₁＜57.3KJ；
而濃硫酸稀釋放熱，故熱化學(xué)方程式$\frac{1}{2}$H₂SO₄（濃）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-Q₂ kJ•mol^-1
中的Q₂＞57.3KJ．
故放出的熱量為Q₂＞Q₃＞Q₁，故選A．

點評 本題考查熱化學(xué)方程式以及反應(yīng)熱的計算，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．