Question

【題目】利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題：

(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量？__________________________________________________________。

(2)倒入NaOH溶液的正確操作是__________(填字母，下同)。

A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入

(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是______(填字母)。

A．用溫度計小心攪拌 B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌

C．輕輕地振蕩燒杯 D．用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動

(4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為______________________。

(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下：

實驗 序號	起始溫度t1/ ℃		終止溫度t2/ ℃
	鹽酸	氫氧化鈉溶液	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)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝_______________(結(jié)果保留一位小數(shù))。

Answer 1

【答案】確保鹽酸被完全中和 C D △H1=△H2＜△H3 -51.8kJ/mol

【解析】

(1)為了保證酸或是堿中的一方完全反應(yīng)，往往需要保證一方過量；

(2)將NaOH溶液倒入小燒杯中，分幾次倒入，會導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果；

(3)鹽酸和氫氧化鈉混合時，用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動，使鹽酸與NaOH溶液混合均勻；

(4)H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l) △H=-57.3kJmol-1；中和熱是強酸強堿稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，弱電解質(zhì)存在電離平衡，電離過程是吸熱過程；

(5)根據(jù)中和熱計算公式Q=cm△t中涉及的未知數(shù)據(jù)進行計算。

(1)為了確保鹽酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍過量，故答案為：確保鹽酸被完全中和；

(2)倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液，否則會導(dǎo)致熱量散失，影響測定結(jié)果，故選C；

(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；溫度計是測量溫度的，不能使用溫度計攪拌；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，影響測定結(jié)果；更不能打開硬紙片用玻璃棒攪拌，否則會有熱量散失，故選D；

(4)中和熱是強酸強堿稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水放出的熱量，一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和1L 1molL-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)放熱57.3kJ；一水合氨是弱電解質(zhì)，存在電離平衡，電離過程是吸熱程，稀氨水和1L 1molL-1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)放熱小于57.3kJ，放熱反應(yīng)的焓變是負值，所以△H1=△H2＜△H3，故答案為：△H1=△H2＜△H3；

(5)第1次實驗鹽酸和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次實驗鹽酸和NaOH溶液起始平均溫度為20.3℃，反應(yīng)后溫度為：23.4℃，反應(yīng)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(yīng)后溫度為：23.6℃，反應(yīng)前后溫度差為：3.05℃；50mL的0.50mol/L鹽酸與50mL的0.55mol/L氫氧化鈉溶液的質(zhì)量和為m=100mL×1g/cm3=100g，c=4.18J/(g℃)，代入公式Q=cm△t得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/(g℃)×100g×=12958J=1.2958kJ，即生成0.025mol的水放出熱量為：1.2958kJ，所以生成1mol的水放出熱量為1.2958kJ×=51.8kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-51.8kJ/mol，故答案為：-51.8kJ/mol。