Question

【題目】I.50 mL 1.0mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液在圖所示裝置中進行中和反應，并通過測定反應過程中所放出的熱量來計算中和熱。試回答下列問題：

（1）___（填“能”或“不能”）將環形玻璃攪拌棒改為環形金屬（如銅）棒。

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板，對求得中和熱數值的影響是__（填“偏高”“偏低”或“無影響”）。

（3）如果改用60 mL 1.0 mol·L－1鹽酸跟50 mL 1.1 mol·L－1氫氧化鈉溶液進行反應，則與上述實驗相比，所放熱量__（填“增加”“減少”或“不變”）；所求中和熱數值__（填“增加”“減少”或“不變”）。

（4）__（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2和硫酸代替鹽酸和氫氧化鈉溶液。

（5）Q=cmΔt，其中Q表示此中和反應放出的熱量，m表示反應后混合液的質量，c表示反應后混合溶液的比熱容，Δt表示反應前后溶液的溫度的差值。該實驗小組做了三次實驗，每次取溶液各50 mL，并記錄如下原始數據：

實驗序號	起始溫度t1/℃	終止溫度t2/℃	溫差（t2－t1）/℃
1	25.0	32.6
2	25.1	31.8
3	25.1	31.9

已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00 g·cm－3，中和后混合液的比熱容c=4.184×10﹣3kJ·g－1·℃－1則該反應的中和熱為ΔH=__（保留小數點后一位）。

（6）上述實驗數值結果與57.3 kJ·mol－1有偏差，產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．量取NaOH溶液的體積時仰視讀數

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中

d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定HCl溶液的溫度

II. 草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發生反應：

現用 0.1 mol/L KMnO4酸性溶液與0.5 mol/L H2C2O4溶液，研究不同條件對化學反應速率的影響。實驗過程的數據記錄 (見表格)，請結合表中信息，回答有關問題：

0.1

實驗 序號	反應溫度/℃	參加反應的物質
		KMnO4（H2SO4）		H2C2O4		H2O	MnSO4
		V/mL	c/mol·L－1	V/mL	c/mol·L－1	V/mL	G
A	20	10	0.1	10	0.5	0	0
B	20	10	0.1	6	0.5	V1	0
C	20	10	0.1	10	0.5	0	1
D	50	10	0.1	6	0.5	0	0
E	40	10	10	0.5	0	0

（1）寫出反應的化學方程式____________________________________；

（2）如果研究催化劑對化學反應速率的影響，使用實驗________和________(用A～E表示，下同)

（3）如果研究溫度對化學反應速率的影響，使用實驗________和________；

Answer 1

【答案】不能 偏低 增加 不變 不能 －56.5kJ∕mol abcd 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+H2O A C A E

【解析】

I．中和熱的測定實驗，需要準確測定出反應放出的熱量，因此保溫措施是關鍵；根據公式Q=cmΔt來求出生成0.05mol的水放出熱量，最后根據中和熱的概念求出中和熱；

II．(1)硫酸酸化的KMnO4有強氧化性，與H2C2O4反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳和水，結合電子守恒和原子守恒配平方程式；

(2)研究催化劑對化學反應速率的影響，只有催化劑不同；

(3)研究溫度對化學反應速率的影響，只有溫度不同。

I．(1)不能將環形玻璃攪拌棒改為環形金屬(如銅)棒，因為環形金屬棒是熱的良導體，會造成熱量損失；

(2)大燒杯上如不蓋硬紙板，會有一部分熱量散失，求得的中和熱數值將會偏低；

(3)反應放出的熱量和所用酸以及堿的量的多少有關，若用60mL 0.50mol·L－1的鹽酸與50mL 0.55mol·L－1的氫氧化鈉溶液進行反應，與上述實驗相比，生成水的量增多，所放出的熱量增加；但是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，因此求得的中和熱的數值不變；

(4)硫酸與Ba(OH)2溶液反應除了生成水外，還生成了BaSO4沉淀，測得的反應熱包括了生成BaSO4沉淀的反應熱，并不是中和熱，所以不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱；

(5)3次反應前后溫度差分別為：7.6℃、6.7℃、6.8℃，第一組舍去，平均值為6.75℃，50mL1.0mol·L－1鹽酸跟50mL1.1mol·L－1氫氧化鈉溶液的質量和m=100mL×1g·mL－1=100g，c=4.18J/(g·℃)，代入公式Q=cm△t，得生成0.05mol水放出熱量Q=4.184J/(g·℃)×100g×6.75℃=2.8224kJ，所以生成1mol的水放出熱量為2.8224kJ×20=56.5kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.5kJ·mol－1；

(6)a．裝置保溫、隔熱效果差，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，a正確；

b．量取NaOH溶液時仰視讀數，使所量的氫氧化鈉體積偏大，但該反應HCl不足，放出熱量不變，導致溫度差偏小，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，b正確；

c．盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中，因為多次倒入熱量損失越多，測得的數據越小，c正確；

d．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定HCl溶液的溫度，HCl溶液的起始溫度偏高，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，d正確。

答案為：abcd；

II．(1)酸化的KMnO4有強氧化性，與H2C2O4反應生成硫酸鉀、硫酸錳、二氧化碳和水，反應的方程式為2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+H2O，

(2)研究催化劑對化學反應速率的影響，只有催化劑不同，使用實驗A和C；

(3)研究溫度對化學反應速率的影響，只有溫度不同，利用實驗A和E。