题目内容

2．在如图所示的量热计中，将100mL0.50mol•L CH3COOH溶液 与100mL0.55mol•L-1NaOH溶液混合．已知量热计的热容常数（量热计各部件每升高1℃所需的热量）是150.5J•℃-1，生成溶液的比热容为4.184J•g-1•℃-1，溶液的密度均近似为1g•mL-1．实验中某同学计算中和热，记录数据如下：
实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃
醋酸溶液氢氧化钠溶液混合溶液
125.025.127.8
225.125.327.9
325.225.528.0
（1）试求CH3COOH的中和热△H=-53.3 kJ/mol．
（2）CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ•mol-1，则请你分析在（1）中测得的实验值偏差可能的原因①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等．
（3）实验中NaOH过量的目的是使碱稍稍过量，为了能保证CH3COOH溶液完全被中和，从而提高实验的准确度．
（4）CH3COOH的中和热与盐酸的中和热绝对值相比，HCl的较大，原因是CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，CH3COOH发生电离时要吸热．

分析 （1）先根据表中测定数据计算出混合液反应前后的平均温度差，再根据Q=m•c•△T计算出反应放出的热量，然后计算出生成1mol水放出的热量，就可以得到中和热．
（2）根据中和热的测定中能够导致放出的热量偏低的因素进行解答；
（3）为了确保CH3COOH溶液完全被中和，从而提高实验的准确度，所用NaOH稍过量；
（4）醋酸是弱酸，电离过程需要吸收能量；

解答 解：（1）第1次实验CH3COOH和NaOH溶液起始平均温度为25.05℃，反应后温度为：27.8℃，温度差为：2.75℃；第2次实验CH3COOH和NaOH溶液起始平均温度为25.2℃，反应后温度为：27.9℃，温度差为：2.7℃；第3次实验CH3COOH和NaOH溶液起始平均温度为25.35℃，反应后温度为：28.0℃，温度差为：2.65℃；
三次温度差平均值为：2.7℃，100mL0.50mol•L CH3COOH溶液 与100mL0.55mol•L-1NaOH溶液混合反应，生成水0.05mol，放出的热量Q=cm△t=2.7K×4.184J•（g•K）-1×200g+150.5J•K-1×2.7K=2665.71J=2.67kJ，△H=$\frac{-Q}{n（{H}_{2}O）}$=-$\frac{2.67kJ}{0.05mol}$=-53.3 kJ/mol；
故答案为：-53.3 kJ/mol；
（2）CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ•mol-1，实际上测定数值偏低，可能原因有：①量热计的保温瓶效果不好，②酸碱溶液混合不迅速，③温度计不够精确等，
故答案为：①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等；
（3）酸和碱反应测中和热时，为了保证一方全部反应，往往需要另一试剂稍稍过量，减少实验误差，所以实验中NaOH过量，为了能保证CH3COOH溶液完全被中和，从而提高实验的准确度，
故答案为：使碱稍稍过量，为了能保证CH3COOH溶液完全被中和，从而提高实验的准确度；
（4）醋酸是弱酸，电离过程需要吸收能量，所以CH3COOH的中和热与HCl的中和热数值相比，HCl较大，
故答案为：HCl；CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，CH3COOH发生电离时要吸热．

点评 本题考查中和热的测定，注意掌握测定中和热的原理、操作方法以及热量计算公式的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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12．某兴趣小组同学设计了如下装置（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出），用加热苯甲酸、浓H2SO4和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯，并检验反应的部分副产物．且苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃．
（1）关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备．仪器E的作用是冷凝回流（或导气兼冷凝）．
（2）上述反应的副产物可能有：乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）、乙烯、SO2、水等．
①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO2和乙烯．已知C中盛放的试剂是NaOH溶液，B、D中应盛放的试剂依次分别是品红、溴水（或酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液）．
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”，来确定副产物中存在乙醚．请你对该同学的观点进行评价：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH2CH3”．
（3）通过下列实验方案，可以提纯苯甲酸乙酯．
①为除去产品中杂质，先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中，并加入饱和Na2CO3溶液．
②用分液法可分离上述有机层和水层，分液完成后，取出有机层的操作是将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中．
③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，蒸馏过程中控制的温度为34.6℃．
13．火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ•mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ•mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH） 与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示．试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/（L•min）；该温度下，反应的平衡常数的值为$\frac{16}{3}$；第10min后，向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数增大（填变大、减少、不变）．

（3）脱硫．某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．①室温下，a mol/L的（NH4）2SO4水溶液的pH=5，原因是溶液中存在平衡NH4++H2O?NH3•H2O+H+（用离子方程式表示）．并计算该平衡的平衡常数表达式为$\frac{1{0}^{-5}×（1{0}^{-5}-1{0}^{-9}）}{（2a+1{0}^{-9}-1{0}^{-5}）}$（用含代数a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似运算）．
②在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+）＜c（NO3-）+c（OH-）（填写“＞”“=”或“＜”）．
10．已知氧化性Fe3+＞I2．FeI2溶液中通入一定量的Cl2，发生反应的离子方程式为：a Fe2++bI-+c Cl2→d Fe3++e I2+f Cl-下列选项中的数字与离子方程式中的a、b、c、d、e、f一一对应，其中不符合反应实际的是（　　）
A．2   0   1   2   0    2B．0   2   1    0   1   2
C．2   4   3   2   2    6D．2   10   6    2   5   12
17．下列各题中物质均由核电荷数为1-10的元素组成，按要求填写化学式．
（1）只有两个原子核和两个电子组成的分子是H2．
（2）最外层分别为4个和6个电子的原子形成的化合物是CO、CO2．
（3）最外层有6个电子的原子与氢原子结合所形成的化合物是H2O、H2O2．
（4）由5个原子组成的电子总数为10的阳离子是NH4+，由2个原子组成的具有10个电子的分子有HF，阴离子有OH-．
（5）写出氟离子的结构示意图．
（6）由三个最外层是6个电子的原子结合成的分子是O3．
7．下列仪器经常用于物质分离的有（　　）
①漏斗  ②试管  ③蒸馏烧瓶 ④天平 ⑤分液漏斗 ⑥容量瓶  ⑦蒸发皿  ⑧坩埚．
A．①③⑤⑥B．①②④⑥C．①③⑤⑦D．①③⑥⑧
14．把6.5gZn放入足量的稀盐酸中，锌完全反应．计算
（1）参加反应的HCl的物质的量．
（2）生成氢气的体积（标准状况）．
11．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+；则Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱．下列反应在水溶液中不可能发生的是（　　）
A．Cl2+2FeCl2═2FeCl3B．3I2+6FeCl2═4FeCl3+2FeI3
C．Co2O3+6HCl═2CoCl2+Cl2↑+3H2OD．2Fe3++2I-═2Fe2++I2
12．下列说法正确的是（　　）
A．根据反应2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑说明碳的非金属性强于硅的非金属性
B．加热分解CuSO4•5H2O过程中使用的玻璃仪器有酒精灯、坩埚、玻璃棒
C．最高化合价为+7的元素一定属于主族元素
D．16gO3含有8NA个电子

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