Question

分別取40mL的0.50mol/L鹽酸與0.55mol/L氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和反應(yīng)．通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱．請(qǐng)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)方程式

 

．
（2）如圖所示，A為泡沫塑料板，上面有兩個(gè)小孔，分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒，兩個(gè)小孔不能開得過大，其原因是

 

；反應(yīng)需要測(cè)量溫度，每次測(cè)量溫度后都必須采取的操作是

 

．
（3）假設(shè)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?℃），為了計(jì)算中和熱，實(shí)驗(yàn)時(shí)還需測(cè)量的數(shù)據(jù)有

 

（填序號(hào)）；
A．反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度         B．反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量
C．反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的溫度     D．反應(yīng)前氫氧化鈉溶液的質(zhì)量
E．反應(yīng)后混合溶液的最高溫度     F．反應(yīng)后混合溶液的質(zhì)量
（4）某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	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(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=

 

；
（5）假定該學(xué)生的操作完全同上，實(shí)驗(yàn)中改用100mL 0.5mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量

 

（填“相等”或“不相等”），所求中和熱

 

（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

考點(diǎn)：中和熱的測(cè)定

專題：實(shí)驗(yàn)題

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)測(cè)定中和熱過程中必須盡量減少熱量的散失分析；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（3）根據(jù)中和熱計(jì)算公式Q=cm△T中涉及的未知數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷；
（4）先根據(jù)表中測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算出混合液反應(yīng)前后的平均溫度差，再根據(jù)Q=cm△T計(jì)算出反應(yīng)放出的熱量，最后計(jì)算出中和熱；
（5）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)來回答．

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）+

1

2

H₂SO₄（aq）═

1

2

Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）═

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(gè)小孔，分別插入溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒，若兩個(gè)小孔開得過大，會(huì)導(dǎo)致散失較多的熱量，影響測(cè)定結(jié)果；
中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度計(jì)上的酸與NaOH溶液反應(yīng)放熱，使溫度計(jì)讀數(shù)升高，溫度差偏低，但使測(cè)得的中和熱偏高，所以每次測(cè)量后用水將溫度計(jì)上的液體沖掉，并擦干溫度計(jì)；
故答案為：減少熱量散失；用水將溫度計(jì)上的液體沖掉，并擦干溫度計(jì)；
（3）由Q=cm△T可知，測(cè)定中和熱需要測(cè)定的數(shù)據(jù)為：A．反應(yīng)前鹽酸溶液的溫度、B．反應(yīng)前鹽酸溶液的質(zhì)量和E．反應(yīng)后混合溶液的最高溫度，
故選ACE；
（4）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)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)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(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×

3.15℃+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×

1mol

0.02mol

=-51.8kJ/mol，即該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-51.8kJ/mol，
故答案為：-51.8kJ/mol；
（5）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100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)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(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)生成nmol水時(shí)放出的熱，與酸堿的用量無關(guān)，所以用100mL 0.50mol/L鹽酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得中和熱數(shù)值相等；
故答案為：不相等；相等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了中和熱的測(cè)定的原理和操作，題目難度中等，在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱．注意理解中和熱測(cè)定原理以及測(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問題，試題有利于培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．