Question

【題目】火箭推進器中盛有強還原劑液態肼(N2H4)和強氧化劑液態雙氧水。當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱。已知：0.4 mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652 kJ的熱量。

（1）該反應的熱化學方程式為_________________________________。

（2）分別取40 mL的0.50 mol/L鹽酸與0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。A的儀器名稱為____________________。

（3）如圖所示，泡沫塑料板上面有兩個小孔，兩個小孔不能開得過大，其原因是__________；反應需要測量溫度，每次測量溫度后都必須采取的操作是_______________。

（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

已知鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)，依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝________ ；

（5）假定該學生的操作完全同上，實驗中改用100 mL 0.5 mol/L鹽酸跟100 mL0.55 mol/L氫氧化鈉溶液進行反應，與上述實驗相比，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

【答案】N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ·mol－1 環形玻璃攪拌棒 減少熱量損失 用水沖洗干凈溫度計，并擦干溫度計 －51.8 kJ/mol 不相等 相等

【解析】

（1）0.4 mol液態肼與足量的液態雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652 kJ的熱量，1 mol液態肼放出的熱量， =641.63 kJ該反應的熱化學方程式為N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ·mol－1。故答案為：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63 kJ·mol－1；

（2）根據圖示可知，A的儀器名稱為環形玻璃攪拌棒，故答案為：環形玻璃攪拌棒；

（3）為泡沫塑料板，上面有兩個小孔，分別插入溫度計和環形玻璃攪拌棒，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；

（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－1鹽酸與40mL的0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液的質量和為m=80mL×1g·cm－3=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×℃=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×=-51.8kJ·mol－1，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ·mol－1；故答案為：-51.8kJ·mol－1；

（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－1鹽酸跟100mL 0.55mol·L－1 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，即放出熱量不相等；

由于中和熱的均是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，所以用100mL 0.50mol·L－1鹽酸跟100mL 0.55mol·L－1 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。