Question

【題目】用如圖所示的裝置進行中和熱的測定實驗，分別取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液、50 mL 0.25 mol/L的硫酸進行實驗，回答下列問題：

(1)從圖中實驗裝置看，其中尚缺少的用品是_______，除此之外，裝置中的一個明顯錯誤是_______。

(2)近似認為0.55 mol/L的NaOH溶液和0.25 mol/L的硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃)，通過以下數(shù)據(jù)計算中和熱△H=_________。（結(jié)果保留小數(shù)點后一位）。

溫度 實驗次數(shù)	起始溫度t1/℃			終止溫度t2/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	29.5
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

(3)若改用50 mL0.25 mol/L的H2SO4和50 mL0.55 mol/L的NH2·H2O溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量_______（填“不變”“偏高"或“偏低”）。

(4)上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是________(填字母)。

a. 實驗裝置保溫、隔熱效果差

b. 用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d. 將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值

Answer 1

【答案】環(huán)形玻璃攪拌棒 未將大燒杯杯口與小燒杯杯口保持相平 -56.8 kJ/mol 偏低 abc

【解析】

(1)根據(jù)量熱計的構(gòu)造來判斷該裝置的缺少儀器；為了減少熱量的損失，大燒杯杯口與小燒杯杯口相平，兩燒杯之間塞滿碎泡沫塑料；大燒杯上如不蓋硬紙板，會使一部分熱量散失；

(2)先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差平均值；根據(jù)Q=cm△T計算反應(yīng)放出的熱量，最后根據(jù)△H= - kJ/mol計算出反應(yīng)熱；

(3)根據(jù)弱電解質(zhì)電離吸收熱量分析反應(yīng)放出的熱量的多少；

(4)a. 裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小；

b. 用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小；

c. 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，熱量散失；

d. 若將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值，反應(yīng)放出熱量使溶液升高的平均溫度△T=3.825℃，則可根據(jù)Q=cm△T計算生成0.025 mol水放出的熱量然后利用△H= - kJ/mol計算出反應(yīng)熱、最后進行判斷。

(1)由量熱計的構(gòu)造可知該裝置的缺少儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒；為了減少熱量的損失，大燒杯杯口與小燒杯杯口相平，兩燒杯之間塞滿碎泡沫塑料；大燒杯上如不蓋硬紙板，會使一部分熱量散失，求得的中和熱數(shù)值將會減小，故答案為：環(huán)形玻璃棒；未將小燒杯和大燒杯杯口保持相平；

(2)4次溫度差分別為：3.4℃，5.1℃，3.3℃，3.5℃，可見第2組數(shù)據(jù)無效，溫度差平均值△T =℃=3.4℃；50 mL0.25 mol/L硫酸中的H+與50 mL0.55 mol/L堿NaOH溶液z OH-的物質(zhì)的量少，進行中和反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量根據(jù)硫酸計算，n(H2O)= 0.25 mol/L×2×0.05 L=0.025 mol，反應(yīng)后溶液的質(zhì)量m(溶液)=100 mL×1 g/mL=100 g，溫度變化的值為△T=3.4℃，則生成0.025 mol水放出的熱量為Q=cm△T=4.18 J/(g℃)×100 g×3.4℃=1421.2 J=1.4212 kJ，所以實驗測得的中和熱△H= -=-56.8 kJ/mol；

(3)NH2·H2O是弱電解質(zhì)，電離過程吸收熱量，使反應(yīng)放出的熱量偏低；

(4)a. 裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數(shù)值偏小，a符合題意；

b. 溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H2SO4測溫度，硫酸的起始溫度偏高，溫度差偏小，導(dǎo)致測定的中和熱的數(shù)值偏小，b符合題意；

c. 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，c符合題意；

d. 若將以上四實驗測量溫度均納入計算平均值，為△T=3.825℃，則生成0.025 mol水放出的熱量為Q= cm△T=4.18J/(g℃)×100 g×3.825 ℃=1598.85 J=1.59885 kJ，所以實驗測得的中和熱△H= -=-63.9 kJ/mol，反應(yīng)熱偏大，不符合偏小實際，d不符合題意；

故合理選項是abc。