Question

【題目】利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下：

①用量筒量取50 mL 0.25mol·L－1硫酸倒入小燒杯中，測出硫酸溫度；

②用另一量筒量取50 mL 0.55mol·L－1NaOH溶液，并用另一溫度計測出其溫度；

③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測出混合液最高溫度。

回答下列問題：

(1)寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應表示中和熱的熱化學方程式(中和熱數值為57.3kJ·mol－1)___________。

(2)倒入NaOH溶液的正確操作是__________(從下列選項中選出)。

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)使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________(從下列選項中選出)。

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形玻璃攪拌棒輕輕地攪動

(4)實驗數據如下表：

①請填寫下表中的空白：

	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	29.5	_____
2	27.0	27.4	27.2	32.3
3	25.9	25.9	25.9	29.2
4	26.4	26.2	26.3	29.8

②近似認為0.55mol·L－1NaOH溶液和0.25mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。則中和熱ΔH＝________(取小數點后一位)。

Answer 1

【答案】H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·mol－1 C D 3.4 －56.8 kJ·mol－1

【解析】

(1)強酸、強堿的中和熱為-57.3kJ·mol-1，是強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，則稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應的熱化學方程式為H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·mol－1，故答案為：H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·mol－1；

(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，否則熱量散失，影響測定結果，所以C選項正確，故答案為：C；

(3)使硫酸與氫氧化鈉溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕的攪動；溫度計是測量溫度的，不能使用溫度計攪拌，A選項錯誤；也不能輕輕的振蕩燒杯，否則可能導致液體濺出或者熱量散失，B選項錯誤，更不能打開硬紙片用玻璃棒攪拌，否則熱量散失，影響測定結果，C選項錯誤；綜上，D選項正確，故答案為：D；

(4)①4次溫度差分別為：3.4℃、5.1℃、3.3℃、3.5℃，第2組數據無效，溫度差平均值為3.4℃，故正確答案為：3.4；

②50mL0.25mol/L硫酸與50mL0.55mol/L NaOH溶液進行中和反應生成水的物質的量為0.05L×0.25mol/L×2=0.025mol，溶液的質量為100mL×1g/mL=100g，溫度的變化的值為ΔT=3.4℃，則生成0.025mol水放出的熱量Q=cmΔT=4.18J/(g·℃)×100g×3.4℃=1421.2J，即1.4212kJ，所以中和熱，故答案為－56.8 kJ·mol－1。