Question

某研究小組將V₁ mL 1.0mol/L HCl溶液和V₂ mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示（實驗中始終保持V₁+V₂=50mL）．回答下列問題：
（1）研究小組做該實驗時環境溫度

低于

（填“高于”、“低于”或“等于”）22℃，判斷的依據是

5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液反應放熱后的溫度已經是22℃，則溶液混合前的實驗環境溫度一定低于22℃

．
（2）由題干及圖形可知，V₁：V₂=

3：2

時，酸堿恰好完全中和，此反應所用NaOH溶液的濃度應為

1.5

mol/L．
（3）實驗時將酸堿在簡易量熱計中混合，并用

環形玻璃攪拌棒

攪拌，使溶液混合均勻．經有關計算知此反應共放出Q kJ的熱量，請寫出此反應的熱化學方程式：

H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1；

．

Answer 1

分析：（1）從圖示觀察的起始溫度即為實驗時的溫度；
（2）由圖可知，恰好反應時參加反應的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，以此求出兩者的體積比值、計算NaOH濃度；
（3）為使酸堿完全反應，應用環形玻璃攪拌棒；根據△H=-

Q

n

計算出△H，根據化學計量數和△H關系寫出熱化學方程式．

解答：解：（1）根據實驗結果圖2所示，5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液反應放熱后的溫度已經是22℃，可以知道該實驗開始時溫度一定是低于22℃，
故答案為：低于；5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液反應放熱后的溫度已經是22℃，則溶液混合前的實驗環境溫度一定低于22℃；
（2）恰好反應時參加反應的鹽酸溶液的體積是30mL，由V₁+V₂=50mL，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，所以V₁/V₂=3/2；設恰好反應時氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量為n，
         HCl+NaOH═NaCl+H₂O
         1           1
  1.0mol?L^-1×0.03L  n
則n=1.0mol?L^-1×0.03L=0.03mol，
所以濃度C=

0.03mol

0.02L

=1.5mol/L；
故答案為：3：2；1.5；
（3）為使酸堿完全反應，應用環形玻璃攪拌棒；
20mL 1.5mol/L氫氧化鈉與30mL 1.0mol/L鹽酸溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.02L×1.50mol/L=0.03mol，△H=-

Q

0.03

KJ/mol=-

100Q

3

KJ/mol，反應的熱化學方程式為：H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O （l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O （l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1，
故答案為：環形玻璃攪拌棒；H⁺（aq）+OH^-（aq）=H₂O（l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1或HCl（aq）+NaOH（aq）=NaCl（aq）+H₂O（l）△H=-

100Q

3

kJ?mol^-1．

點評：本題考查了中和熱的計算問題，注意從圖示得出解題信息是解答本題的關鍵，并注意中和熱的熱方程式的書寫方法來解答．