Question

9．利用如圖裝置測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中，測(cè)出硫酸溶液溫度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并測(cè)出其溫度；
③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測(cè)出混合液最高溫度．
回答下列問(wèn)題：
（1）寫出稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱反應(yīng)化學(xué)方程（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=-57.3kJ/mol
（2）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是D
A．用溫度計(jì)小心攪拌             B．揭開(kāi)硬紙片用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯               D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒輕輕地?cái)噭?dòng)
（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

溫度   實(shí)驗(yàn)次數(shù)	起始溫度t1℃			終止溫度t2/℃	溫度差平均值 （t2-t1）/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5	3.4
2	25.9	25.9	25.9	29.2
3	26.4	26.2	26.3	29.8

①溫度差平均值為3.4℃．近似認(rèn)為0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm³，中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/（g•℃）．利用上表數(shù)據(jù)計(jì)算該中和反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-56.8kJ/mol（ 保留一位小數(shù)）；
②利用上表數(shù)據(jù)計(jì)算出的中和熱與57.3kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）abcd．
a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差；     b．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度； 
c．量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)； d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)酸堿中和熱書寫熱化學(xué)方程式；
（2）硫酸和氫氧化鈉混合時(shí)，用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)，使硫酸與NaOH溶液混合均勻；
（3）①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=m•c•△T計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，最后根據(jù)△H=-$\frac{Q}{n}$kJ/mol計(jì)算出反應(yīng)熱；
②a．裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得的熱量偏��；
b．用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H₂SO₄溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏��；
c．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，放出的熱量不變，但溫度差偏��；
d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失．

解答 解：（1）中和熱是在稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水的熱效應(yīng)，中和反應(yīng)一定放熱，△H＜0，根據(jù)題中的中和熱的數(shù)值為57.3kJ/mol，則中和熱的熱化學(xué)方程式：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol，
故答案為：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）=$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ/mol；
（2）使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)；溫度計(jì)是測(cè)量溫度的，不能使用溫度計(jì)攪拌；也不能輕輕地振蕩燒杯，否則可能導(dǎo)致液體濺出或熱量散失，影響測(cè)定結(jié)果；更不能打開(kāi)硬紙片用玻璃棒攪拌，否則會(huì)有熱量散失，
故選：D；
（3）①3次溫度差分別為：3.4℃，3.3℃，3.5℃，均有效，溫度差平均值=3.4℃；50mL0.25mol/L硫酸與50mL0.55mol/L NaOH溶液進(jìn)行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質(zhì)量為：100ml×1g/ml=100g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=m•c•△T=100g×4.18J/（g•℃）×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱△H=-$\frac{1.4212kJ}{0.025mol}$=-56.8kJ/mol；中和熱為：△H=-56.8kJ/mol，
故答案為：3.4℃；-56.8kJ/mol；
②a．裝置保溫、隔熱效果差，測(cè)得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故a正確；
b．溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H₂SO₄測(cè)溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故b正確；
c．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，放出的熱量不變，但溫度差偏小，中和熱的數(shù)值偏小，故c正確；
d．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失，中和熱的數(shù)值偏小，故d正確；
故答案為：abcd．

點(diǎn)評(píng) 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(cè)定反應(yīng)熱的誤差等問(wèn)題．