题目内容
【题目】已知在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热叫做中和热。现利用如图装置进行中和热的测定,请回答下列问题:
(1)该图中有两处未画出,它们是______________、________________。
(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需使用________次。
(3)把温度为15.0 ℃,浓度为0.5 mol·L-1的酸溶液和0.55 mol·L-1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL-1),生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,轻轻搅动,测得酸碱混合液的温度变化数据如下:
反应物 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 中和热 |
HCl+NaOH | 15.0 | 18.4 | ΔH1 |
HCl+NH3·H2O | 15.0 | 18.1 | ΔH2 |
①试计算上述两组实验测出的中和热ΔH1=______,ΔH2=________。
②两组实验结果差异的原因是______________________________________。
③写出HCl+NH3·H2O的热化学方程式:____________________________________。
【答案】(16分,除标明外,每空2分)
(1)环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫塑料盖
(2)3
(3)①-56.8 kJ·mol-1 -51.8 kJ·mol-1
②NH3·H2O是弱碱,在中和过程中NH3·H2O发生电离,要吸热,因而总体放热较少(3分)
③HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH=-51.8 kJ·mol-1(3分)
【解析】本题主要考查中和热的测定实验及有关热化学方程式的书写。(2)实验前,分别测定酸、碱的温度,实验中测定混合液的最高温度,共计3次。
(3)①根据题目给出的酸、碱的物质的量,酸为0.025 mol,碱为0.0275 mol,碱是过量的,应根据酸的量进行计算,即反应生成了0.025 mol H2O。根据实验数据算出生成1 mol H2O所放出的热量,即得出两组实验测出的中和热数值:ΔH1=-[4.18×(50+50)×(18.4-15.0)×10-3]÷0.025=-56.8 kJ·mol-1,ΔH2=-[4.18×(50+50)×(18.1-15.0)×10-3]÷0.025=-51.8 kJ·mol-1。
【题目】H2O2是一种常见试剂,在实验室、工业生产上有广泛用途
Ⅰ.实验室用H2O2快速制氧,其分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如甲乙丙丁四图所示:
(1)下列说法正确的是:________(填字母序号)
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越慢
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越弱,H2O2分解速率越快
C.图丙表明,少量Mn 2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快
D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
(2)催化剂Mn2+在反应中,改变了____________________(填字母序号)
A.反应速率 B.反应限度C.反应焓变 D.反应路径
E.反应活化能 F.活化分子百分数
Ⅱ. H2O2在工业上作为Fenton法主要试剂,常用于处理含难降解有机物的工业废水。在调节好pH(溶液的酸碱性)和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验,并将实验结果绘制时间-p-CP浓度图如下。
(3)电中性的羟基自由基的电子式为:______________
(4)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 | 实验目的 | T/K | pH | c/10-3mol·L-1 | |
H2O2 | Fe2+ | ||||
① | 为以下实验作参考 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
② | 探究温度对降解反应速率的影响 | _________ | ______ | _______ | _________ |
③ | __________________ | 298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
(5)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:v(p-CP)=_____________
(6)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据实验结果,给出一种迅速停止反应的方法:__________________________。