题目内容
【题目】测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。
(1)理论上强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量，写出表示稀硫酸和氢氧化钠稀溶液反应的中和热的热化学方程式： ____________________。
(2)仪器A的名称是 _____________；在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净就直接测量NaOH溶液的温度，则测得的ΔH_____________ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白： ___________
实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度 t2/℃ | 温度差平均值 (t2-t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 33.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 | |
②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)则中和热ΔH= _____________(取小数点后一位)
③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是_____________ (填序号)。
a.实验装置保温隔热效果差
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaO溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】
H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 环形玻璃搅拌棒 偏大 4.0 -53.5 kJ/mol acd
【解析】
（1）中和热是指强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol水时所放出的热量，据此写出中和热的热化学方程式；
（2）仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒；在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净就直接测量NaOH溶液的温度，酸和碱之间因发生反应而导致热量损失，据此分析中和热ΔH的误差；
（3）①分别计算4次实验的温度差，再求取温度差的平均值；
②根据公式Q=mc△T计算反应中放出的热量，再计算反应生成水的物质的量，进而计算生成1mol水所放出的热量，即为中和热；
③根据计算可知，测量值偏小，这说明反应中有热量损失，据此分析。
（1）中和热是指强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol水时所放出的热量，已知理论上强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液分别是强酸、强碱，则中和热的热化学方程式为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol；
故答案为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol或H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol；
（2）仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒；在实验过程中，如果不把温度计上的酸用水冲洗干净就直接测量NaOH溶液的温度，酸和碱之间因发生反应而导致热量损失，使测得的中和热数值将会减小，则ΔH>-57.3 kJ/mol，则ΔH 偏大；
故答案为：环形玻璃搅拌棒；偏大；
（3）①4次实验的温度差分别为：4℃，6.1℃，3.9℃，4.1℃，因此实验2中的数据是无效的，应该舍去，所以温度差的平均值为(4℃+3.9℃+4.1℃)÷3=4℃；
故答案为：4.0；
②50mL 0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应，硫酸是过量的，则生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol，溶液的质量为：80ml×1g/ml=80g，温度变化的平均值为△T=4℃，则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△T=80g×4.18J/(g℃)×4.0℃=1337.6J，即1.3376kJ，所以实验测得的中和热
；故答案为：53.5kJ/mol；
③根据计算可知，测量值偏小，这说明反应中有热量损失，
a.装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，a项正确；
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，使得反应中放出的热量偏高，中和热的数值偏大，b项错误；
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，这样会损失部分热量，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，c项正确；
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，由于温度计上附着有氢氧化钠，会消耗硫酸，因此实验过程中放出的热量会减少，中和热的数值偏小，d项正确；
综上所述，上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是acd；
故答案为：acd。
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【题目】治理SO2、CO、NOx污染是化学工作者研究的重要课题。
Ⅰ．软锰矿(MnO2)、菱锰矿(MnCO3)吸收烧结烟气中的SO2制取硫酸锰。pH值对SO2吸收率的影响如图所示。在吸收过程中，氧气溶解在矿浆中将 H2SO3氧化成硫酸。
（1）SO2的吸收率在pH＝_____效果最佳，MnO2所起的作用是_______，菱锰矿作为调控剂与硫酸反应， 确保pH的稳定，该反应的化学方程式为___________。
Ⅱ．沥青混凝土可作为2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)反应的催化剂。图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。
（2）CO转化反应的平衡常数K(a)____K(c)(填“>”“<”或“＝”，下同)，在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率___α型，e点转化率出现突变的原因可能是______。
Ⅲ．N2H4是一种具有强还原性的物质。燃烧过程中释放的能量如下：(已知a>b)
① N2H4(g)＋2O2(g) == NO2(g)＋1/2N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
② N2H4(g)＋2O2(g) == 2NO(g)＋2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
（3）已知反应活化能越低，反应速率越大。假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是______。
（4）试写出NO(g)分解生成N2(g)和NO2(g)的热化学方程式为_____________。
Ⅳ．某含钴催化剂可以催化消除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下，将模拟尾气（成分如下表所示）以相同的流速通过该催化剂，测得所有产物（CO2、N2、N2O）与NO的相关数据结果如下图所示。
模拟尾气 | 气体(10mol) | 碳烟 | ||
NO | O2 | He | ||
物质的量(mol) | 0.025 | 0.5 | 9.475 | n |
（5）375℃时，测得排出的气体中含0.45 molO2和0.0525mol CO2，则Y的化学式为_____。实验过程中不采用NO2的模拟NOx原因是_________。
【题目】2009年10月1日，我国成功举办国庆六十年阅兵活动。其中阅兵仪式上9辆电动车与混合动力车等新能源车辆的亮相，展示了综合国力、国防科技发展水平。同时也说明能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ： CO(g) ＋ 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ： CO2(g) ＋ 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 _____（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH1 0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol/L，则CO的转化率为 ，此时的温度为 （从上表中选择）。
（2）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(g) ΔH1＝－1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/mol
③ H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH3＝－44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，
①设计如图所示的电池装置。该电池正极的电极反应为 。
②工作一段时间后，测得溶液的pH减小，该电池总反应的化学方程式为
。