Question

17．分別取40mL 的0.50mol/L鹽酸與 0.55mol/L NaOH溶液進行中和反應．通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱．回答下列問題：
（1）理論上稀強酸、稀強堿反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱，寫出表示稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應的中和熱的熱化學方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）A為泡沫塑料板，上面有兩個小孔，分別插入溫度計和環(huán)形玻璃棒，兩個小孔不能開得過大，其原因是減少熱量散失；反應需要測量溫度，每次測量溫度后都必須用水將溫度計上的液體沖掉，并擦干溫度計；
（3）假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．實驗時，還需測量的數據有ACE；
A．反應前鹽酸溶液的溫度          B．反應前鹽酸溶液的質量
C．反應前氫氧化鈉溶液的溫度      D．反應前氫氧化鈉溶液的質量
E．反應后混合溶液的最高溫度      F．反應后混合溶液的質量
（4）某學生實驗記錄數據如下：

實驗序號	起始溫度t1/℃		終止溫度t2/℃
	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

依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱為△H=-51.8kJ/mol；
（5）假定該學生的操作完全同上，實驗中改用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量不相等（填“相等”或“不相等”），所求中和熱相等（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析 （1）根據酸堿中和反應生成1mol液態(tài)水時放出57.3kJ的熱量書寫熱化學方程式；
（2）根據測定中和熱過程中必須盡量減少熱量的散失分析；中和反應是放熱反應，溫度計上的酸與NaOH溶液反應放熱，使溫度計讀數升高；
（3）根據中和熱計算公式Q=cm△T中涉及的未知數據進行判斷；
（4）先根據表中測定數據計算出混合液反應前后的平均溫度差，再根據Q=cm△T計算出反應放出的熱量，最后計算出中和熱；
（5）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，并根據中和熱的概念和實質來回答．

解答 解：（1）已知稀強酸、稀強堿反應生成1mol液態(tài)水時放出57.3kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液都是強酸和強堿的稀溶液，則反應的熱化學方程式為：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）如圖所示，A為泡沫塑料板，上面有兩個小孔，分別插入溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒，若兩個小孔開得過大，會導致散失較多的熱量，影響測定結果；中和反應是放熱反應，溫度計上的酸與NaOH溶液反應放熱，使溫度計讀數升高，溫度差偏低，但使測得的中和熱偏高，所以每次測量后用水將溫度計上的液體沖掉，并擦干溫度計；
故答案為：減少熱量散失；用水將溫度計上的液體沖掉，并擦干溫度計；
（3）由Q=cm△T可知，測定中和熱需要測定的數據為：A．反應前鹽酸溶液的溫度、B．反應前鹽酸溶液的質量和E．反應后混合溶液的最高溫度，
故選：ACE；
（4）第1次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.05℃，反應后溫度為：23.2℃，反應前后溫度差為：3.15℃；
第2次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應前后溫度差為：3.1℃；
第3次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.55℃，反應前后溫度差為：3.05℃；
40mL的0.50mol/L鹽酸與40mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質量和m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.02mol的水放出熱量Q=4.18J/（g•℃）×80g×$\frac{3.15℃+3.1℃+3.05℃}{3}$=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，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol；
故答案為：-51.8kJ/mol；
（5）反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增加，所放出的熱量偏高，但是中和熱的均是強酸和強堿反應生成nmol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，所以用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱數值相等；
故答案為：不相等；相等．

點評 本題考查熱化學方程式以及反應熱的計算，題目難度大，注意理解中和熱測定原理以及測定反應熱的誤差等問題，試題有利于培養(yǎng)學生靈活應用所學知識的能力．