Question

【題目】測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實驗裝置如下圖所示。

(1)理論上強酸強堿的稀溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量，寫出表示稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液反應的中和熱的熱化學方程式： ____________________。

(2)儀器A的名稱是 _____________；在實驗過程中，如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈就直接測量NaOH溶液的溫度，則測得的ΔH_____________ (填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗，實驗數據如下表。

①請填寫下表中的空白： ___________

實驗次數	起始溫度t1/℃			終止溫度 t2/℃	溫度差平均值 (t2-t1)/℃
	H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1
2	27.0	27.4	27.2	33.3
3	25.9	25.9	25.9	29.8
4	26.4	26.2	26.3	30.4

②近似認為0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L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·℃)則中和熱ΔH= _____________(取小數點后一位)

③上述實驗數值結果與57.3 kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是_____________ (填序號)。

a.實驗裝置保溫隔熱效果差

b.用量筒量取NaOH溶液的體積時仰視讀數

c.分多次把NaO溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中

d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度

Answer 1

【答案】H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 環形玻璃攪拌棒 偏大 4.0 -53.5 kJ/mol acd

【解析】

（1）中和熱是指強酸強堿的稀溶液反應生成1 mol水時所放出的熱量，據此寫出中和熱的熱化學方程式；

（2）儀器A的名稱是環形玻璃攪拌棒；在實驗過程中，如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈就直接測量NaOH溶液的溫度，酸和堿之間因發生反應而導致熱量損失，據此分析中和熱ΔH的誤差；

（3）①分別計算4次實驗的溫度差，再求取溫度差的平均值；

②根據公式Q=mc△T計算反應中放出的熱量，再計算反應生成水的物質的量，進而計算生成1mol水所放出的熱量，即為中和熱；

③根據計算可知，測量值偏小，這說明反應中有熱量損失，據此分析。

（1）中和熱是指強酸強堿的稀溶液反應生成1 mol水時所放出的熱量，已知理論上強酸、強堿的稀溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量，稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液分別是強酸、強堿，則中和熱的熱化學方程式為：H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol；

故答案為：H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol；

（2）儀器A的名稱是環形玻璃攪拌棒；在實驗過程中，如果不把溫度計上的酸用水沖洗干凈就直接測量NaOH溶液的溫度，酸和堿之間因發生反應而導致熱量損失，使測得的中和熱數值將會減小，則ΔH>-57.3 kJ/mol，則ΔH 偏大；

故答案為：環形玻璃攪拌棒；偏大；

（3）①4次實驗的溫度差分別為：4℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，因此實驗2中的數據是無效的，應該舍去，所以溫度差的平均值為(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃；

故答案為：4.0；

②50mL 0.50mol/L氫氧化鈉與30mL0.50mol/L硫酸溶液進行中和反應，硫酸是過量的，則生成水的物質的量為0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的質量為：80ml×1g/ml=80g，溫度變化的平均值為△T=4℃，則生成0.025mol水放出的熱量為Q=mc△T=80g×4.18J/(g℃)×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以實驗測得的中和熱；故答案為：53.5kJ/mol；

③根據計算可知，測量值偏小，這說明反應中有熱量損失，

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項正確；

b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數，會導致所量的氫氧化鈉體積偏大，使得反應中放出的熱量偏高，中和熱的數值偏大，b項錯誤；

c.盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，不允許分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中，這樣會損失部分熱量，測得的熱量偏小，中和熱的數值偏小，c項正確；

d.溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入稀H2SO4測溫度，由于溫度計上附著有氫氧化鈉，會消耗硫酸，因此實驗過程中放出的熱量會減少，中和熱的數值偏小，d項正確；

綜上所述，上述實驗數值結果與57.3 kJ/mol有偏差，產生偏差的原因可能是acd；

故答案為：acd。