Question

17．分别取40mL 的0.50mol/L盐酸与 0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题：
（1）理论上稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃棒，两个小孔不能开得过大，其原因是减少热量散失；反应需要测量温度，每次测量温度后都必须用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；
（3）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm³，又知中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．实验时，还需测量的数据有ACE；
A．反应前盐酸溶液的温度          B．反应前盐酸溶液的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度      D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度      F．反应后混合溶液的质量
（4）某学生实验记录数据如下：

实验序号	起始温度t1/℃		终止温度t2/℃
	盐酸	氢氧化钠	混合溶液
1	20.0	20.1	23.2
2	20.2	20.4	23.4
3	20.5	20.6	23.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热为△H=-51.8kJ/mol；
（5）假定该学生的操作完全同上，实验中改用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量不相等（填“相等”或“不相等”），所求中和热相等（填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析 （1）根据酸碱中和反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量书写热化学方程式；
（2）根据测定中和热过程中必须尽量减少热量的散失分析；中和反应是放热反应，温度计上的酸与NaOH溶液反应放热，使温度计读数升高；
（3）根据中和热计算公式Q=cm△T中涉及的未知数据进行判断；
（4）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=cm△T计算出反应放出的热量，最后计算出中和热；
（5）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并根据中和热的概念和实质来回答．

解答 解：（1）已知稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol；
故答案为：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H₂SO₄（aq）═$\frac{1}{2}$Na₂SO₄（aq）+H₂O （l）△H=-57.3 kJ/mol；
（2）如图所示，A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，若两个小孔开得过大，会导致散失较多的热量，影响测定结果；中和反应是放热反应，温度计上的酸与NaOH溶液反应放热，使温度计读数升高，温度差偏低，但使测得的中和热偏高，所以每次测量后用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；
故答案为：减少热量散失；用水将温度计上的液体冲掉，并擦干温度计；
（3）由Q=cm△T可知，测定中和热需要测定的数据为：A．反应前盐酸溶液的温度、B．反应前盐酸溶液的质量和E．反应后混合溶液的最高温度，
故选：ACE；
（4）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为：23.2℃，反应前后温度差为：3.15℃；
第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，反应前后温度差为：3.1℃；
第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃，反应前后温度差为：3.05℃；
40mL的0.50mol/L盐酸与40mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和m=80mL×1g/cm³=80g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.02mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×80g×$\frac{3.15℃+3.1℃+3.05℃}{3}$=1.036kJ，即生成0.02mol的水放出热量为：1.036kJ，所以生成1mol的水放出热量为1.036kJ×$\frac{1mol}{0.02mol}$=-51.8kJ/mol，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol；
故答案为：-51.8kJ/mol；
（5）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱反应生成nmol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得中和热数值相等；
故答案为：不相等；相等．

点评 本题考查热化学方程式以及反应热的计算，题目难度大，注意理解中和热测定原理以及测定反应热的误差等问题，试题有利于培养学生灵活应用所学知识的能力．