题目内容
【题目】已知在稀溶液中,强酸跟强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计算上述第一组实验测出的中和热ΔH1=______。
②写出HCl+NH3·H2O的热化学方程式:____________________________________。
③两组实验结果差异的原因是______________________________________。
【答案】 环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫塑料盖 3 -56.8 kJ·mol-1 HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH=-51.8 kJ·mol-1 NH3·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
【解析】(1)根据中和热的测定装置及该图所示可判断,图中有两处未画出,它们分别是环形玻璃搅拌棒、烧杯上方的泡沫塑料盖;(2)做一次完整的中和热测定实验,温度计需测量反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度及二者混合反应后溶液的温度,故共需使用3次;(3)①反应以不足量的HCl为标准计算,n(HCl)=n(H2O)=0.5mol/L×0.05L=0.025mol,Q=cm△t=4.18J/(g℃)×100g×(18.4-15) ℃=1421.2J,则△H=-1421.2J ÷0.025mol =-56848J/mol≈-56.8kJ/mol;②根据以上分析可知第二组实验中Q=cm△t=4.18J/(g℃)×100g×(18.1-15) ℃=1295.8J,则△H=-1295.8J ÷0.025mol =-51832J/mol≈-51.8kJ/mol,所以该反应的热化学方程式是HCl(aq)+NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) △H=-51.8kJ/mol;③反应热是酸、碱发生中和反应产生1mol水放出的热量。由于NH3H2O是弱碱,存在电离平衡,电离需要吸收热量,故反应产生1mol水放出的热量比强碱NaOH少,所以△H1<△H2。
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