Question

【題目】某化學(xué)興趣小組要完成中和熱的測定。

(1)實驗桌上備有大、小兩個燒杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、膠頭滴管、環(huán)形玻璃攪拌棒、50 mL 0.50mol/L鹽酸、50 mL 0.55mol/LNaOH溶液，實驗尚缺少的玻璃用品是____、____。

(2)NaOH稍過量的原因是_______。

(3)實驗中若改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸和50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液進行上述反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量_______(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱____(填“相等”或“不相等”)，理由是________。

(4)他們記錄的實驗數(shù)據(jù)如下：

實 驗 用 品		溶液溫度
		t1	t2
①	50 mL 0.55mol/LNaOH溶液	20 ℃	23.3 ℃
	50 mL 0.50mol/L鹽酸
②	50 mL 0.55mol/LNaOH溶液	20 ℃	23.5 ℃
	50 mL 0.50mol/L鹽酸

已知：Q=cm(t2-t1)，反應(yīng)后溶液的比熱容c為4.18 J/(℃g)，各物質(zhì)的密度均為1 g/cm3。根據(jù)實驗結(jié)果寫出NaOH溶液與HCl溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____。

(5)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng)，則測得的中和熱(ΔH)______(填“偏大”“偏小”或“不變”)，其原因是_______。

Answer 1

【答案】量筒 溫度計 保證鹽酸溶液完全反應(yīng) 不相等 相等 中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol液態(tài)H2O時所釋放的熱量，與酸、堿的用量無關(guān)，因此所求中和熱相等 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.85 kJ/mol 偏大 醋酸在溶液中電離吸收熱量，使測得的中和熱(ΔH)偏大

【解析】

(1)根據(jù)中和熱測定的實驗步驟選用需要的儀器，然后判斷還缺少的儀器；

(2)NaOH的濃度比HCl的大，目的是NaOH過量，確保鹽酸完全反應(yīng)；

(3)物質(zhì)反應(yīng)放出的熱量與反應(yīng)的物質(zhì)多少相對應(yīng)。中和熱是酸、堿發(fā)生中和反應(yīng)產(chǎn)生1molH2O時放出的熱量；

(4)先判斷溫度差的有效性，然后求出溫度差的平均值，再根據(jù)Q=mc△T計算反應(yīng)放出的熱量，然后根據(jù)△H=-kJ/mol計算出反應(yīng)熱；

(5)根據(jù)醋酸是弱酸，電離吸收熱量分析。

(1)中和熱的測定過程中，需要用量筒量取酸溶液、堿溶液的體積，需要使用溫度計測量溫度，所以還缺少量筒和溫度計；

(2)NaOH與HCl的體積相同，而NaOH的濃度比HCl的大，目的是NaOH過量，確保鹽酸完全反應(yīng)，使反應(yīng)更充分；

(3)化學(xué)反應(yīng)過程中放出的熱量與反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān)，若實驗中若改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸和50 mL 0.55 mol/LNaOH溶液進行上述反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量以不足量的NaOH為標(biāo)準(zhǔn)，由于反應(yīng)的NaOH增多，反應(yīng)產(chǎn)生的H2O的物質(zhì)的量也增多，所以反應(yīng)放出的熱量也比前者多，二者數(shù)值不相等，但由于中和熱是酸、堿發(fā)生中和反應(yīng)產(chǎn)生1molH2O時放出的熱量，因此所求的中和熱相等；

(4)兩次溫度差分別為：3.3℃，3.5℃，2組數(shù)據(jù)都有效，溫度差平均值為3.4℃，50mL0.55mol/LNaOH和50mL0.5mol/LHCl反應(yīng)產(chǎn)生水的物質(zhì)的量以不足量的HCl為標(biāo)準(zhǔn)計算，n(H2O)=0.5mol/L×0.05L=0.025mol，混合溶液的質(zhì)量和m(混合)=100mL×1g/mL=100g，c=4.18J/(g℃)，△T=3.4℃，代入公式Q=cmc△T，可得生成0.025mol的水放出熱量Q=4.18J/（g℃）×100g×3.4℃=1421.2J=1.4212kJ，即生成0.025mol的水放出熱量1.4212kJ，所以生成1mol的水放出熱量Q==56.85kJ，即該實驗測得的中和熱△H=-56.85kJ/mol。所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-56.85 kJ/mol；

(5)若用醋酸代替HCl，由于醋酸為弱酸，電離過程需吸收熱量，導(dǎo)致溶液的溫度升高偏低，產(chǎn)生等量的水，反應(yīng)放出的熱量偏少，使測得的中和熱(ΔH)偏大。